本发明属于复合存储器技术领域，涉及用于磁光耦合复合存储的“磁性材料/gesbte/基底”异质结构的制备和短波长紫外激光器诱导“磁性材料/gesbte/基底”异质结构相变的技术，并且可以实现激光输入能量的实时调控。具体是一种紫外激光作用于“磁性材料/gesbte/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法。
背景技术：
随着世界产生存储信息量的巨大增加，目前对高存储容量的存储器的需求越来越强烈和紧迫。
目前主要的存储器有磁存储器、半导体存储器和相变光存储器。磁存储器可以通过改变磁性材料的磁化图案来提高一定的存储容量，但是由于磁性材料的本征属性如最小磁畴尺寸和稳定性等的限制，存储能力无法进一步大幅提高。半导体存储器主要用在电器的电路板上，大容量存储能力受限。相变光存储器具有存储密度大、存储容量高、寿命长、信噪比高、读取速度快等特点，在信息技术领域有巨大应用前景，但是由于衍射效应的限制，记录光斑的直径有一定的限度，减少入射光波长可以提高存储密度，但是存储信息的信噪比降低，读取信息质量变差。总之，单一的存储器已经无法满足人们对存储器日益增加的需求。
寻找复合存储模式是一种提高存储器存储容量的有效办法。磁存储和相变光存储本身在存储器领域就有广泛而深远的应用。如果可以将磁存储和相变光存储结合起来，那么将可以极大提高存储器的存储容量和存储能力。
基于上述问题和想法，本发明提出一种紫外激光作用于“磁性材料/gesbte/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法。使用短波长的紫外激光，可以实现存储器的大密度存储，并且在信噪比、写入速度等方面也有优势。
技术实现要素：
本发明的目的是解决当前单一存储器无法满足未来发展需求的问题，提供一种利用短波长紫外激光辐照“磁性材料/gesbte/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法，可以有效提高存储器的存储容量和存储性能。
本发明是利用磁控溅射镀膜仪制备“磁性材料/gesbte/基底”异质结构，磁性材料最好是软磁材料如fecob或者fegab，基底可以是si或者sio2等,在“磁性材料/gesbte/基底”异质结构中，可以通过控制磁控溅射的沉积速度和沉积时间来控制磁性材料薄膜和gesbte薄膜的厚度；使用短波长的激光辐照异质结构，控制激光输入能量，使得gesbte薄膜发生相变(晶化或者非晶化相互转化)而磁性材料薄膜不发生相变；gesbte薄膜由于相变产生的体积效应，诱发磁性薄膜磁畴发生偏转并且这种偏转是可以有效控制的，同时相变和磁畴偏转又是可逆的，从而可以实现激光同时对gesbte薄膜和磁性薄膜产生作用和控制；通过ccd成像可以观察异质结构表面状态，调整激光输入能量，防止磁性薄膜遭到破坏或者烧蚀；通过对加工平移台移动程序的编程，可以实现对激光辐照区域的精准定位。
本发明的技术方案
一种紫外激光作用于“磁性材料/gesbte/基底”异质结构实现磁光耦合复合存储的方法，具体包括以下步骤：
步骤一，“磁性材料/gesbte/基底”异质结构的制备：使用磁控溅射镀膜仪，将基底按要求放在镀膜仪内的样平台上，在氩气压强下(如3mtorr的氩气压强)，在基底上，先沉积一层非晶gesbte薄膜，再沉积一层磁性材料，如非晶fecob或fegab薄膜；
步骤二，“磁性材料/gesbte/基底”异质结构样本准备，使用超声波对“磁性材料/gesbte/基底”异质结构样本的表面进行清洁；
步骤三，使用激光器(如248nm准分子激光器)的激光辐照“磁性材料/gesbte/基底”异质结构的磁性材料，透过磁性材料诱导gesbte薄膜发生相变，而磁性材料不发生相变；如激光器脉宽为30ns，进行单脉冲输出，激光能量在90mj～225mj，聚焦光斑尺寸为4.5cm2,辐照“磁性材料/gesbte/基底”异质结构；
步骤四，通过调整激光器的泵浦能量和连续衰减片，实现激光能量的连续可调，同时对异质结构的辐照能量连续可调，实现gesbte薄膜晶化或者非晶化相互转化，且磁性材料不发生相变，进一步实现磁光耦合复合存储。
被辐照“磁性材料/gesbte/基底”异质结样本固定在六维平移台上，通过六维平移台移动程序的编程，实现辐照区域的精确定位。
作为优选，gesbte薄膜的厚度选择为50nm。
作为优选，磁性材料薄膜的厚度范围为10～50nm。
作为优选，磁性材料薄膜选择为软磁材料且在所给激光能量下不发生相变。
一种紫外激光作用于“磁性材料/gesbte/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法，所需设备装置如下：磁控溅射镀膜仪、248nm准分子激光器、扩束镜组、反射镜、连续衰减片、二向色镜、聚焦物镜、掩膜、激光能量计、成像ccd和六维平移台；
步骤一，采用磁控溅射镀膜仪制备“磁性材料/gesbte/基底”异质结构；
步骤二，激光器产生的光束，首先通过扩束镜组扩束，再通过连续衰减片降低激光能量，利用反射镜改变光的传播方向，此时可以使用激光能量计测量激光能量，接下来光通过聚焦物镜聚焦，再通过掩膜获得所需图形的光斑，辐照在“磁性材料/gesbte/基底”异质结构表面；可以通过成像ccd可以实时观测异质结构表面形貌，六维平移台用于控制辐照区域。
有益效果
本发明提出了一种紫外激光作用于“磁性材料/gesbte/基底”异质结构有望实现磁光耦合复合存储的方法，通过磁控溅射镀膜仪制备“磁性材料/gesbte/基底”异质结构，可以调整非晶fecob薄膜和gesbte薄膜的厚度；使用248nm的准分子激光器产生的激光，经过设计的光路后，辐照在“磁性材料/gesbte/基底”异质结构表面，诱导gesbte薄膜发生相变；通过成像ccd实时观察异质结构表面状态，通过激光能量计测量实际激光能量，通过连续衰减片实现激光能量的连续可调，通过六维平移台移动程序的编程实现激光辐照区域的精确定位。这种发明方法有望实现磁存储和相变光存储的耦合复合存储，提高了存储器的存储容量和存储效率，在信息存储、磁光转化和天线方面有重要的应用价值。
附图说明
图1、“磁性材料/gesbte/基底”异质结构示意图
图2、磁控溅射镀膜仪示意图
图3、激光诱导异质结构相变系统装置图
图4、实例“fecob/gesbte/si”异质结构经过不同能量密度的激光辐照后的sem表面形貌图
图5实例“fecob/gesbte/si”异质结构经过不同能量密度的激光辐照后的xrd结构图:(a)样品的xrd结构图；(b)单晶硅的xrd结构图
图6实例“fecob/gesbte/si”异质结构经过不同能量密度的激光辐照后的vsm磁滞回线图:(a)样品的vsm图；(b)晶态gst、非晶态gst、非晶态fecob未经激光辐照的vsm图
非晶fecob薄膜厚度为50nm，ge2sb2te5薄膜厚度为50nm，激光波长248nm，脉宽30ns，光斑大小为15mm×30mm，激光能量密度依次为60mj/cm2、120mj/cm2、180mj/cm2、300mj/cm2。
具体实施方式
下面结合附图和实例来对本发明进行进一步的介绍：首先本实例只适用于对本发明进行进一步的详细说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。
按照图1设计“磁性材料/gesbte/基底”异质结构；按照图2在基底上镀膜，以制备“磁性材料/gesbte/基底”异质结构；按照图3的系统装置图搭建激光诱导相变的光路和控制系统。
实施例1
步骤一，采用磁控溅射镀膜仪，沿着单晶硅的[001]晶向，在3mtorr的氩气压强下，控制沉积速度和沉积时间，在6英寸硅片基底上先镀一层50nm厚的非晶ge2sb2te5薄膜，再镀一层50nm厚的非晶fecob薄膜；
步骤二，使用金刚石刀具将镀膜后的硅片切成10mm×10mm的小块，便于后续性能测试，再用超声波清洗样品；
步骤三，使用248nm准分子激光器诱导ge2sb2te5薄膜发生相变，激光器脉宽为30ns，进行单脉冲输出，激光能量在90mj～225mj，聚焦光斑尺寸为4.5cm2,把样品使用光学胶粘在显影纸上，固定在平移台上，辐照制备的“fecob/gesbte/si”异质结构，通过ccd观察异质结构表面，通过调节激光器泵浦能量和连续衰减片调整激光辐照能量；
步骤四，使用sem电镜、xrd、vsm分析“fecob/gesbte/si”异质结构在激光辐照后的表面形貌、结构变化和磁性能变化，分析结果如图4所示，图4、实例“fecob/gesbte/si”异质结构经过不同能量密度的激光辐照后的(a)sem表面形貌图、(b)xrd结构图、(c)vsm磁滞回线图；
步骤五，对性能测试结果的分析发现，实例“fecob/gesbte/si”异质结构在激光处理后产生的组织结构和相应的性能变化，对实现磁存储和相变光存储的耦合复合存储是有支撑作用和意义的，在技术成熟后可以实现大存储容量和存储效率的复合存储器，以及在磁光转化及天线方面的应用。
以上所述的具体描述，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的说明，所因理解的是，以上所述只是本发明的具体实施案例，并不限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应该包含在本发明的保护范围之内。