Abstract
By employing a rapid solidification method and atmospheric annealing at $450^{\circ}C-1hr$, we were able to manufacture inexpensively granular CuCo alloy ribbons with thickness of $20{\mu}m$ showing giant magnetoresistance (GMR) ratio of more than 5% at a high magnetic field of 0.5T. To verify maximum MR effect, the MR ratio, saturation magnetization, and microstructure change were investigated with Co contents between 5 and 30 at%. It was possible to obtain GMR ratios of 5.2% at 1.2T, and 3% at 0.5T, which implies an appropriate MR for industrial purpose at a Co content of $8{\sim}l4%$. MR ratio was reduced rapidly at a Co content below 5% due to superparamagnetic effect and at a Co content above 20% due to agglomeration of Co clusters. Surface oxidation during rapid solidification and atmospheric annealing did not have much affect on MR ratio. Our result implies that our economic CuCo granular alloy ribbons may be appropriate for high magnetic field sensor applications with wide content range of $8{\sim}14$ at%Co.
산업적으로 경제적인 급속 응고법과 $450^{\circ}C-1hr$ 대기 어닐링을 이용하여 ${\pm}5000Oe$ 이상의 고자계에서 5% 이상의 거대 자기효과를 보이는 두께 $20{\mu}m$의 granular CuCo 합금 리본을 제작하였다. Co의 함량에 따른 최대 자기저항 효과를 확인하기 위해서 Co의 함량을 $5{\sim}30at%$ 범위에서 변화시키며 아래의 자기저항효과와 포화자화의 자기적 특성과 미세구조를 확인하였다. 최대자기저항 효과는 Cu-10at%Co에서 1.2T에서 5.2%의 GMR ratio를 얻었으며, 0.5T에서는 $Cu-8{\sim}14at%Co$에서 공업적으로 활용이 가능한 3% 이상의 MR ratio를 확보할 수 있었다. 5% 이하의 Co 조성범위 리본에서는 초상자성(superparamagnetic)때문에, 20%이상의 Co 조성의 리본에서는 포화자화는 커지지만 Co 클러스터의 과도 성장으로 MR 효과가 급격히 감소하였다. 대기 분위기의 급속 응고와 열처리에 의한 표면 산화막은 자기저항효과에 큰 영향을 주지 못하였다. 따라서 고자계 센서로 사용되는 CuCo 그래뉼라 합금 리본은 $8{\sim}14wt%Co$의 조성 범위에서 공업적 목적에 유리한 거대 자기저항을 갖는 것이 가능하였다.
