Fabrication and Characterisation of an on-chip Microheater for artificial spin ices

Kunstige spinnis er et magnetisk metamateriale som består av vekselvirkende nanomagneter arrangert i spesielle geometrier. Slike systemer har kompleks dynamikk og egenskaper man ofte ser i databehandlingssystemer [1]. Temperatur er en viktig parameter for å kontrollere kunstige spinnis systemer ettersom det kontrollerer egenskapene til systemet [2]. For å få en dypere forståelse av kunstige spinnis kreves det ytterligere forskning og temperaturkarakterisering av kusntig spinnis er en viktig del av dette [3]. I denne oppgaven har vi utviklet og karakterisert en mikrovarmer designet for termisk kontrol av kunstige spinnis. Designet er basert på ohmsk oppvarming og består av en varmer og et termometer som omgir et område hvor spinnis kan plasseres. Fabrikasjonen av mikrovarmeren involverte fotolitografi og metallisering. Både gull- og kobbermikrovarmere ble fabrikert og temperaturkoeffisientene ble funnet eksprimentelt. Videre brukte vi et testkammer for å kontrollere mikrovarmeren slik at temperaturen kunne reguleres. Resultatet er en mikrovarmer som kan øke temperaturen til spinnis systemenes nøyaktig fra romtemperatur og opp til 130 ◦C. Fremtidig arbeid innebærer ytterligere karakterisering av mikrovarmeren, skape et tilbakekoblingssystem som justere strømmen i sanntid og optimerer testkammeret slik at det er kompatibelt med instrumenter som er i stand til å observere magnetiske kontraster.