Abstract
The MR ratios and the exchange biasing field and interlayer coupling field were investigated in $Ni_{91}Fe_{19}/Co_{90}Fe_{10}/Cu/Co_{90}Fe_{10}/NiO$ spin-valve sandwiches grown on antiferromagnetic NiO films as a function of the NiO thickness, the thickness of Cu and pinning layer $Co_{90}Fe_{10}$. The spin-valve sandwiches were deposited on the Corning glass 7059 by means of the 3-gun dc and 1-gun rf magnetron sputtering at a 5 mtorrpartial Ar pressure and room temperature. The deposition field was 50 Oe. The MR curve was measured by the four-terminal method with applied magnetic soft bilayer [NiFe/CoFe] (90$\AA$) decreased dramatically to less than 10 Oe when the NiFe/CoFe bilayer used an NiFe bilayer thicker that 20$\AA$. So NiFe layer improved the softmagnetic properties in the NiFe/CoFe bilayer. The GMR ratio and the magnetic field sensitivity of the spin-valve film $Ni_{91}Fe_{19}(40{\AA})/Co_{90}Fe_{10}(50{\AA}) /Cu(30{\AA})/Co_{90}Fe_{10}(35{\AA})/NiO(800{\AA})$ was 6.3% and about 0.5 (%/Oe), respectively. The MR ratio had 5.3% below an annealing temperature of 20$0^{\circ}C$ which slowly decreased to 3% above 30$0^{\circ}C$. The large blocking temperature of the spin-valve film was taken (as being) due to the good stability of the NiO films. Thus, the spin-valve films with a free NiFe/CoFe layer clearly had a high large GMR output and showed a effective magnetic field sensitivity for a suitable spin-valve head material.
연자성 자유자성층과 피속박자성층을 각각 2중층 Ni$_{81}$fe$_{19}$/ $Co_{90}$ Fe$_{10}$와 $Co_{90}$ Fe$_{10}$로 하고, 반강자성 속박층을 NiO로 하는 NiFe/CoFe/Cu/CuFe/NiO 구조를 갖는 spin-valve 박막을 sputtering 방법으로 유리기판위에 제작하고, 자기저항비(MR), 자기장감응도(field sensitivity), 반강자성층과 피속박자성층사이의 교환결합 자기장(exchange coupling field), 자유자성층과 피속박자성층사이의 층간결합자기장(interlayer coupling field) 등의 비자성 사이층 Cu 두께, 자유자성층두께, 피속박자성층 두께 및 반강자성층 두께 의존성을 조사하였다. 2중층 자유자성층에 연자성 NiFe가 20 .angs. 이상 포함됨으로써 10 Oe의 보자력을 가져 연자성특성을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다. Cu의 두께가 30 .angs. 일 때 극대 MR비를 가졌으며 두께증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 피속박자성층 CoFe의 두께가 35 .angs. 일 때 그대 MR비 6.3%를 나타내며 두께증가에 따라 감소하며 교환결합자기장도 CoFe 두께가 증가함에 따라 감소하였다. NiO 두께가 800 .angs. 일 때 극대 MR비를 보이며 교환결합자기장은 두께증가에 따라 50 Oe 정도로 포화되어 NiO가 반강자성 특성을 유지하기 위해서는 일정한 두께이상이 되어야 함을 알 수 있었다. 열처리온도 200 .deg. C 까지는 MR비 5.3%를 유지하다 이보다 높하지면 점점 감소하여 300 .deg. C에서도 약 3% 정도를 유지하여 열적 안정성이 향상되었다. 따라서 CoFe 합금을 사용하여 NiFe(40 .angs. )/CoFe(50 .angs. )/Cu(30 .angs. )/CoFe(35 .angs. )/NiO(800 .angs. ) 구조를 갖는 spin-valve 박막은 극대 MR비 6.3%, 유효자기장감응도 약 0.5(%/Oe)를 보여 spin-valve head 재료로 적합함을 알 수 있었다.다.다.다.
