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東北大学応用物理学専攻安藤研究室

研究設備EQUIPMENT


安藤研が所有している装置について簡単に紹介します。
これら以外にも、専攻共通装置や他研究室の装置を使用して実験を行っています。

試料作製装置

超高真空16元スパッタ装置 (ULVAC社製)

超高真空16元スパッタ装置

安藤研究室が保有する最も大きなスパッタ薄膜成膜装置です。ロボットを用いた自動制御機で,1回のバッチ(試料交換)で最大10枚の成膜が可能です。最大800℃の基板加熱機構を有しており,良質なハーフメタル (ホイスラー合金)の作製に対して実績のある装置です。

超高真空10元スパッタ装置 (ULVAC社製)

超高真空10元スパッタ装置

コンパクトながら10元のカソードを搭載したスパッタ装置です。ロボット搬送機構付で,パソコンで成膜レシピを作成することで,自動制御可能です。MgO の極薄トンネル絶縁層を成膜可能なチャンバーと連結しており,250%を超える高いトンネル磁気抵抗素子の作製に成功しています。

超高真空6元スパッタ装置 (ULVAC社製)

超高真空6元スパッタ装置

6元カソード搭載スパッタ装置で,4インチと比較的大きい基板サイズに対応したスパッタ装置です。LEEDやAFM,STMといった分析装置と連結しており,成膜後すぐに試料の評価が可能な点が特徴です。

超高真空6元スパッタ装置 (ULVAC社製)

超高真空6元スパッタ装置

6元カソード搭載スパッタ装置で,斜入射・同時放電が可能な装置です。薄膜の合金組成などを系統的に変化させる研究を行うのに便利な装置です。

超高真空4元スパッタ装置 (ULVAC社製)

超高真空4元スパッタ装置

4元カソード搭載スパッタ装置で,ロードロックカソード(真空を破ることなくターゲットを交換可能)を装備していることが特徴です。沢山の種類の材料研究を行いたい場合に便利な装置です。

磁場中熱処理装置 (東栄科学産業社製)

磁場中熱処理装置

トンネル接合素子は成膜後に熱処理を施すことでその性能を向上させます。本装置は10kOe(1T)という大きな磁場中で熱処理が可能な装置です。

微細加工装置

ECRプラズマエッチング装置 (ULVAC社製)

ECRプラズマエッチング装置

成膜したトンネル接合素子を微細に加工するためのエッチング装置です。高真空中で低エネルギーで高密度のプラズマを発生することのできるECR(電子サイクロトロン共鳴)プラズマを利用することで,良好なエッチング特性が得られます。

ECRプラズマエッチング装置 (ULVAC社製)

ECRプラズマエッチング装置

安藤研究室で2台目のECRプラズマエッチング装置です。エッチングモニターという,素子をどのぐらいの深さまで削ったかをモニター可能な装置を搭載している点が特徴です。

FIB装置 (SII社製)

FIB装置

FIBは,微小なスポットのイオンビームを試料に照射することで,所望の位置へ微小サイズで薄膜を成膜したり,または,所望の位置のみにエッチングを施すことが可能な装置です。大量生産には向きませんが,研究開発には便利なツールです。

反応性イオンエッチング(RIE)装置 (アネルバ社製)

反応性イオンエッチング装置

試料とプラズマガスの化学反応を利用してエッチングを行なう装置です。本研究室ではおもに,トンネル接合の上部,下部電極の絶縁をとる為のSiO2(酸化シリコン)薄膜をエッチングするために用いています。

マスクアライナー装置 (ミカサ社製)

マスクアライナー装置

試料を微細加工する際のマスクとなるレジストを所望の大きさ・形状にするための装置です。パターンを作製する原理は写真の現像と同じで,レジスト(感光性の材料)の所望の領域を露光することで,作製したい大きさ・形状にパターンを作製することができます。

電子線描画装置 (エリオニクス社製)

電子線描画装置

電子銃から発せられた電子線を電子レンズやアパーチャーなどを通し,X-Yステージを微細に制御しながら目的のパターンを露光する装置です。安藤研究室では東北大学の学際科学国際高等研究センターの共同設備である本装置を利用しています。この装置を利用することで,100ナノメートル以下の非常に微細な素子の作製が可能です。

試料評価装置

磁気特性測定システム(MPMS) (カンタムデザイン社製)

MPMS

磁場および温度を変化させて、試料の微弱な磁化を高感度で測定することができます。5Tまで印加することができます。Ever Coolが付いているので、面倒な液体ヘリウムの注入作業が必要ありません。

物性測定装置(PPMS) (カンタムデザイン社製)

物性測定装置(PPMS)

試料の電気抵抗・磁気特性・比熱などを0.4?400Kの広い温度領域で測定可能な装置です。SQUID同様、液体ヘリウムの注入作業が必要ありません。

時間分解Kerr効果測定装置

時間分解Kerr効果測定装置

磁気光学(Kerr)効果を時間分解で測定可能な装置です。ナノ秒以下の高速なスピンのダイナミクス(運動)を調べる為の装置です。

高周波伝導特性測定装置

高周波伝導特性測定装置

高速なスピンの運動を電気的に測定する為の装置です。ナノ秒オーダーの非常に速い磁化反転の観測にも成功しています。

X線構造解析装置 (ブルカー社製)

X線構造解析装置

単結晶のハーフメタル(ホイスラー合金)薄膜の結晶構造評価に威力を発揮しているX線構造解析装置です。

磁気抵抗測定プローバー (ナガセ電子社製)

磁気抵抗測定プローバー

作製したトンネル接合素子の磁気抵抗効果を低温から室温まで,比較的容易に測定可能な装置です。

磁気共鳴測定装置 (日本電子社製)

磁気共鳴測定装置

磁性体にマイクロ波を照射するとある条件で共鳴吸収が起こります。この緩和過程を調べることで,試料中の磁化の運動に対する摩擦係数(磁気緩和定数)が比較的簡便に評価可能です。


東北大学大学院応用物理学専攻
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