Giant Magnetoresistance of Antiferromagnetic Cr-Al based Multilayer Spin-Valve with Anti-Corrosion and Thermal Stability

내열 내식용 Cr-Al반강자성계 스핀밸브막의 거대자기저항 효과

  • 김병수 (창원대학교 공과대학 금속재료공학과) ;
  • 이성훈 (창원대학교 공과대학 금속재료공학과) ;
  • 이찬규 (창원대학교 공과대학 금속재료공학과)
  • Published : 1998.12.01

Abstract

The magnetic properties, thermal stability and anti-corrosion properties of $Cr_86Al_14$ spin valves multilayers were studied. It was found that the magnetic properties of $Cr_86Al_14$ spin valves depend on the thickness of antiferromagnetic, ferromagnetic and non-ferromagnetic layers. Exchange coupled field ($H_{ex}$) and magnetoresistance ratio (%) showed the largest value of 20 Oe, 2 % in $glass/Cr_{86}Al_{14}(600 $\AA$)/Ni_{81}Fe_{19}(50$\AA$)/Cu(40 $\AA$)/Ni_{81}Fe_{19}(40 $\AA$)$ spin valves. The $H_{ex}$ MR ratios (%) of CrAl and FeMn spin valves were decreased with increasing annealing temperatures and were lost at 150 $^{\circ}C$, 250 $^{\circ}C$ respectively. Based on these result, it was elucidated that CrAl is more thermally stable than FeMn. It was also shown that there was no change of $H_{ex}$ MR ratios in CrAl, while FeMn was changed and lost 15 days later in corrosion resistance test under 35 $^{\circ}C$, 90 % humidity condition. FeMn was found to be pitted and peeled off 15 days later by SEM micrographic analysis.

반강자성 Cr86Al14계 스핀밸브막의 자기특성과 내열 내식성에 대해 연구하엿다. Cr86Al14스핀밸브막의 자기적성질은 강자성층, 자성층 및 비자성층두께에 의존하였으며, glass/Cr86Al14(600$\AA$)/Ni81Fe19(50$\AA$)/Cu(40$\AA$)/Ni81Fe19(40$\AA$)구조에서의 교환결합자장(Hex)은 20 Oe, 자기저항비(MR ratio (%))는 2%를 나타내었다. Cr96Al14 및 Fe50Mn50 스핀밸브막은 annealing온도가 증가함에 따라 모두 Hex 및 MR비가 감소하는 경향을 나타내엇으나 FeMn막에 비해 CrAl막이 우수하여, FeMn막은 15$0^{\circ}C$, CrAl막은 25$0^{\circ}C$에서 Hex 및 MR비값을 상실하였다. 또한 가혹한 환경에서의 스핀밸브막의 부식저항성을 평가하고자 35$^{\circ}C$,90% 습도상태의 챔버내에서 Hex와 MR비값의 변화를 관찰한 결과 CrAl막의 경우에는 Hex 및 MR비 값이 시간이 경과해는 변화지 않았으나, FeMn막은 15일정도 경과하자 거의 상실하는 결과를 나타냈다. SEM관찰결과 FeMn막은 pitting이 나타났으며 15일정도 경과후에는 박리가 발생하였다.

Keywords

References

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