離子輻照磁性精細調控系統Helium-S?
法國Spin-Ion公司成立于2017年，源自法國研究中心/巴黎-薩克雷大學的知名課題組，在磁性材料的離子束工藝方面有20年的經驗，擁有4項和40多篇發表文章。Spin-Ion公司推出的產品——可用于多種磁性研究的離子輻照磁性精細調控系統Helium-S?，采用創新的離子束技術，可以通過超緊湊和快速的氦離子束設備控制原子間的位移，使其能夠在原子尺度上加工材料，并通過離子束工藝來調控薄膜和異質結構。目前已有20多家科研和工業用戶以及合作伙伴使用該技術。2020年Spin-Ion公司在國內安裝了套Helium – S?系統，其的技術正吸引來自相關科研圈和工業領域越來越多的關注。
應用領域：
- 磁性隨機存儲器(MRAM)：自旋轉移矩磁性隨機存儲(STT-MRAM)，自旋軌道矩磁性隨機存儲(SOT-MRAM)，磁疇壁磁性隨機存儲(DW-MRAM)等；
- 自旋電子學：斯格明子，磁性隧道結，磁傳感器等；
- 磁學相關：磁性氧化物，多鐵性材料；
- 其他：薄膜改性，芯片加工，仿神經器件，邏輯器件等。
產品特點：
- 可通過超緊湊和快速的氦離子束設備控制原子間的位移，通過氦離子輻照可調控磁性薄膜或晶圓的磁學性質。
- 可提供能量范圍：1-30 keV的He+離子束
- 采用創新的電子回旋共振（ECR）離子源
- 可對25 mm的試樣進行快速的均勻輻照（幾分鐘）
- 超緊湊的設計，節省實驗空間
- 可與現有的超高真空設備互聯
基本參數：
離子束種類 | ? 氦離子 (He+) ? 可能產生的離子 : 氫離子 (H+) |
能量范圍 | ? 1-30 keV ? 分辨率<50 eV |
典型離子通量 | 在10 μA時，1015 離子數 /平方厘米/分鐘 |
電流范圍 | 1-50 μA (按能量不同) |
離子束濾波器 | 維恩濾波器 |
離子束掃描 | ? X-Y雙軸位移 ? 掃描區域: 25 mm x 25 mm |
均勻性 | ? 強度：<+/- 1% ? 角度：<+/- 3° |
離子束純度 | 1/10000 |
真空度 | 大10-7 mbar |
尺寸 | ? 超緊湊設計 ? 長度<1.5 m |
軟件 | ? 可實現離子束參數的全面控制 ? PLC控制 |
輻照腔 | 可對25mm晶圓進行輻照 |
高溫轉角選件 | 可控制不同的輻照角度，可加熱溫度至500°C |
快速進樣室選件（Load lock） | 和輻照腔集成，可過渡25 mm晶圓大小樣品 |
測試數據：
調控界面各向異性性質和DMI
低電流誘發的SOT轉換獲取
控制斯格明子和磁疇壁的動態變化
部分用戶單位：
Beihang University (China)
University of California San Diego (USA)
University of California Davis (USA)
New York University (USA)
Georgetown University (USA)
Northwestern University (USA)
University of Lorraine (France)
SPINTEC Grenoble (France)
University of Cambridge (UK)
University of Manchester (UK)
Nanyang Technological University and A*STAR (Singapore)
University of Gothenburg (Sweden)
Western Digital (USA)
IBM (USA)
Singulus Technologies (Germany)
部分發表文章：
? Helium Ions Put Magnetic Skyrmions on the Track, R.Juge & D.Ravelosona & O.Boulle, Nanoletters, 21, 7, 2989–2996, (2021)
? Ion irradiation and implantation modifications of magneto-ionically induced exchange bias in Gd/NiCoO, Christopher J. Jensen & Dafiné Ravelosona, Kai Liu, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 540, 168479 (2021)
? Tailoring interfacial effect in multilayers with Dzyaloshinskii–Moriya interaction by helium ion irradiation, A.Sud & D.Ravelosona &M.Cubukcu, Scientific report 11, 23626 (2021)
? Magnetic field frustration of the metal-insulator transition in V2O3, J.Trastoy & D.Ravelosona & Y.Schuller, Physical Review B 101, 245109 (2020)
? Controlling magnetism by interface engineering, L Herrera Diez & D Ravelosona, Book Magnetic Nano- and Microwires 2nd Edition, Elsevier (2020)
? Reduced spin torque nano-oscillator linewidth using He+ irradiation, S Jiang & D Ravelosona & J Akerman, Appl. Phys. Lett. 116, 072403 (2020)
? Spin–orbit torque driven multi-level switching in He+ irradiated W–CoFeB–MgO Hall bars with perpendicular anisotropy, X.Zhao & M.Klaui & W.Zhao & D.Ravelosona, Appl. Phys. Lett 116, 242401 (2020)
? Enhancement of the Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and domain wall velocity through interface intermixing in Ta/CoFeB/MgO, L Herrera Diez & D Ravelosona, Physical Review B 99, 054431 (2019)
? Enhancing domain wall velocity through interface intermixing in W-CoFeB-MgO films with perpendicular anisotropy, X Zhao & W.Zhao & D Ravelosona, Applied Physics Letter 115, 122404 (2019)
? Suppression of all-optical switching in He+ irradiated Co/Pt multilayers: influence of the domain-wall energy, M El Hadri & S Mangin & D Ravelosona, J. Phys. D: Appl. Phys. 51, 215004 (2018)
? Tuning the magnetodynamic properties of all-perpendicular spin valves using He+ irradiation, Sheng Jiang & D.Ravelosona & J.Akerman, AIP Advances 8, 065309 (2018)
? Controlling magnetic domain wall motion in the creep regime in He-irradiated CoFeB/MgO films with perpendicular anisotropy, L.Herrera Diez & D.Ravelosona, Applied Physics Letter 107, 032401 (2015)
? Measuring the Magnetic Moment Density in Patterned Ultrathin Ferromagnets with Submicrometer Resolution, T.Hingant & D.Ravelosona & V.Jacques, Physical Review Applied 4, 014003 (2015)
? Irradiation-induced tailoring of the magnetism of CoFeB/MgO ultrathin films, T Devolder & D Ravelosona, Journal of Applied Physics 113, 203912 (2013)
? Influence of ion irradiation on switching field and switching field distribution in arrays of Co/Pd-based bit pattern media, T Hauet & D Ravelosona, Applied Physics Letters 98, 172506 (2011)
? Ferromagnetic resonance study of Co/Pd/Co/Ni multilayers with perpendicular anisotropy irradiated with helium ions, J-M.Beaujour & A.D. Kent & D.Ravelosona &E.Fullerton, Journal of Applied Physics 109, 033917 (2011)
? Tailoring magnetism by light-ion irradiation, J Fassbender, D Ravelosona, Y Samson, Journal of Physics D: Applied Physics 37 (2004)
? Ordering intermetallic alloys by ion irradiation: A way to tailor magnetic media, H Bernas & D Ravelosona, Physical review letters 91, 077203 (2003)
