• 한국자기학회지
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• 제6권1호
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• pp.15-20
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• 1996

Co/Pd와 Co/Pd 다층박막으로 구성된 이중막 시스템에서 direct overwriting을 구현하는데 필수적인 교환결합 (exchange coupling)에 대하여 연구하였다. Co/Pd 및 Co/Pd 다층박막을 수직자성을 가지도록 하기 위하여 Co층의 두께를 4- .angs. 이하로 하여 전자빔 증착법으로 제작한 후 x-ray 회절 실험으로 구조 분석을 하였고, Kerr spectrometer, VSM을 사용하여 자기 및 자기광학적 성질을 조사하였다. 기억막과 기준막으로 구성된 이중막에서는 exchange coupling이 커서 자화반전이 두 박막에서 동시에 일어나며, 두 박막사이에 적당한 두께의 비자성 사이막(non-magnetic spacer)이 존재하는 경우에는 두 박막사이의 교환결합의 크기가 줄어들어서 두 박막의 자화반전이 분리되어 계단식 자화곡선이 생겼다. 또 비자성 사이막이 두꺼우면 두 박막사이의 교환결합이 사라짐이 관찰 되었다. 두 박막사이의 교환결합은 자구 기록 실험을 통해서도 그 존재를 확인할 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제13권4호
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• pp.176-181
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• 2003

금속마스크에 의해 패턴된 교환결합 이중박막 NiO(10∼60 nm)/NiFe(10 nm)의 모서리에서 발생한 여러 종류의 자구벽(magnetic domain wall)을 MFM(magnetic_ force microscopy)로 측정하였다. 박막의 모서리 경계선이 교환결합이방성 방향과 같은 방향일 때는 직선모양의 Neel 자구벽이 측정되었으며, 경계면이 이방성방향과 수직인 경우에는 zigzag Bloch 자구벽이 발견되었다. 이러한 자구벽은 NiO(60 nm)인 경우에는 교환결합세기(H$_{ex}$ = 75 Oe)가 박막경계면에서 발생한 반자장(demagnetization field) 세기보다 크기 때문에 발생하지 않았고, 교환결합세기가 약한 NiO(30 nm, H$_{ex}$ = 21 Oe)를 갖는 이중박막에서는 발견되었다. 이들 자구벽이 외부 자기장의 변화에 따라 움직이는 자화반전과정을 측정하기위해 $\pm$300 Oe까지 자기장을 가하면서 MFM을 측정하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.221-221
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• 2003

본 연구에서는 스핀밸브 다층박막에서 교환 바이어스에 영향을 끼치는 요인 중 하나인 강자성층과 반강자성층사이의 접합 계면에서의 표면 거칠기 [1,2]를 줄이기 위해 현재 반도체 공정에 사용되고 있는 이온빔 에칭 장비를 사용하여 스핀 밸브 다층박막의 씨앗층 에칭에 따른 교환 바이어스를 알아보고자 하였다. 스핀밸브 구조는 강자성층/비자성층/강자성층의 기본구조를 갖는데 이중 하나의 강자성층의 스핀방향이 반강자성층에 의해 고정되는 구조[3]로써 이러한 고정 효과를 교환 바이어스(exchange bias)라 부른다. 교환 바이어스(exchange bias)현상은 강자성과 반강자성의 접합계면에서 강한 상호 교환결합력에 의해 나타나는 현상으로 이러한 교환 바이어스 특성은 하드드라이브의 고밀도 자기헤드소자 및 비휘발성 자기 메모리소자에 응용되어 기존의 자기저항 소자의 특성을 크게 향상시킬 수 있게 되었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 1998년도 춘계연구발표회 논문개요집
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• pp.44-45
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• 1998

• 한국자기학회지
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• 제27권4호
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• pp.115-122
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• 2017

반강자성체인 IrMn 박막이 삽입된 4가지 다른 유형으로 GMR-SV 다층박막을 Corning glass 위에 이온빔 증착 시스템과 DC 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 제조하였다. 모든 박막시료는 진공 열처리 후 측정한 major 및 minor 자기저항(MR) 곡선으로부터 자기적 특성을 조사하였다. IrMn 박막이 삽입된 상부층의 이중구조(dual-type structure) GMR-SV 다층박막에서 고정층의 교환결합력($H_{ex}$)과 보자력($H_c$), 자유층의 보자력과 상호교환결합력($H_{int}$)은 각각 410 Oe, 60 Oe, 1.6 Oe, 7.0 Oe이었다. 2개의 자유층에 의한 히스테리시스 곡선은 안정된 사각비를 형성하였으며, 자기저항비(MR(%))는 3.7 %와 5.0 %의 합으로 8.7 %이었다. 그리고 평균 자장민감도(MS)가 2.0 %/Oe을 유지하고 있었다. 반면에 IrMn 박막이 삽입된 하부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막의 자기적 특성은 IrMn 박막이 삽입된 상부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막보다 훨씬 저하하게 나타내었다. 이중구조 GMR-SV 다층박막의 강자성체인 고정층과 자유층의 자화 스핀배열을 서로 반평행 상태에서 독립적인 이중 스핀 의존산란(Spin-dependent Scattering) 효과에 의해 MR은 최대값을 나타내었다.

• 한국자기학회지
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• 제18권5호
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• pp.180-184
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• 2008

이온빔 증착법으로 제작한 코닝유리(Corning glass)/Ta(5 nm)/NiFe(7 nm)/FeMn(25 nm)/Ta(5 nm) 다층박막 구조에서 반강자성체 FeMn층 증착시 인가한 일축 이방성 자기장 방향에 따른 강자성체 NiFe층의 자화 스핀배열 의존성을 조사하였다. NiFe층과 FeMn 층 증착시 인가한 자기장 방향을 달리한 각도는 각각 $0^{\circ},\;45^{\circ},\;90^{\circ}$였다. 용이축 MR(magnetoresistaice) 곡선으로부터 얻은 교환결합세기(Hex)는 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 40 Oe로, $90^{\circ}$일 때는 거의 0 Oe로 감소하였다. 반면에 곤란축 MR 곡선으로부터 얻은 $H_{ex}$ 값은 증착 자기장 각도가 $45^{\circ}$일 때 35 Oe로, 90o일 때는 79 Oe로 증가하였다. 강자성체 층의 용이축과 반강자성체 층의 일축 이방성 방향이 $90^{\circ}$ 차이가 나는 계면에서도 FeMn층이 NiFe층의 자기모멘트 스핀방향을 회전시켜 교환결합 이방성 효과가 발생함을 알 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제12권4호
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• pp.132-136
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• 2002

유리기관 위에 이온 빔 증착(ion beam deposition ; IBD)법으로 제작한 버퍼층(buffer layer) Si의 두께에 따른 ［NiFe/FeMn/NiFe］3층박막의 결정성과 교환결합세기(exchange bias field ; H$_{ex}$)를 조사하였다. 버퍼층 Si는 NiFe층을 fcc(111)로 매우 우세하게 초기에 결정성장 시켰다. Si/NiFe 위의 증착된 FeMn층은 ${\gamma}$-fcc(111)구조로 성장함에 따라 안정되고 큰 H$_{ex}$를 가졌고, 버퍼 110 Oe로 거의 일정하였으며, 상부 FeMn/NiFe 이중구조의 H$_{ex}$는 300 Oe까지 증가하였다. 버퍼층이 Ta일 경우와 비교해서 Si일 때 H$_{ex}$와 결정성이 향상되었다.이 향상되었다.

• 한국자기학회지
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• 제4권3호
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• pp.239-243
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• 1994

NiFe와 TbCo의 게면에서의 자기 교환 결합을 이용하여 자기 저항 소자에 수평 및 수직 바이어스 자장을 제공할수 있도록 $NiFe/TbCo/Si_3N_4$ 박막을 제조하였다. Tb의 면적비가 36 %이고, 기판 바이어스를 인가하지 않았을때 100~180 Oe의 교환 자장을 얻을 수 있었다. NiFe, TbCo, 그리고 보호막으로 사용되는 $Si_3N_4$ 각층의 두께는 각각 $470\;{\AA},\;2400\;{\AA},\;600\;{\AA}$ 이었다. NiFe를 1000 W의 전력과 2.5 mTorr의 아르곤 압력에 제작한 시편에서 1.45 %의 자기 저항 변화율을 얻을 수 있었다. 미세 소자로 제작된 NiFe의 자기 저항 변화율은 1.31 %로 감소 하였으며, 감자화 자장의 영향으로 박막이 완전히 포화되지 못한 곡선을 보였다. 150 Oe의 교환 자 장을 갖는 박막을 자화 용이 방향과 $36^{\circ}$의 각도로 소자를 제작한 결과 약 85 Oe 정도의 자기 저항 응답 곡선의 천이를 보였으며, 소자의 동작점이 응답의 선형 구간으로 이동하였다. 또한 Barkhausen 잡음이 교환 자장에 의한 수평 바이어스에 의하여 제거되었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권6호
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• pp.204-209
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• 2012

본 연구에서는 CoFe/MnIr 이중층 구조의 계면에 존재하는 비상보성 반강자성(AF) 스핀들에 의한 교환 결합 에너지 특성을 강자성 공명(FMR) 측정법을 이용하여 분석하였다. MnIr의 두께가 $t_{AF}$= 0, 3 및 10 nm 재료를 열처리한 한 후 이들 재료의 FMR 신호를 측정하였으며, $t_{AF}$= 0 nm 재료를 기준으로 하여 $t_{AF}$= 3 및 10 nm 재료의 교환 바이어스 자기장($H_{ex}$)과 회전 이방성 자기장($H_{ra}$)을 도출하였다. $300^{\circ}C$에서 열처리한 재료의 경우, $H_{ex}$과 $H_{ra}$의 합은 MnIr의 임계 두께에 무관하게 동일한 값을 보이는데, 이는 비상보성 AF 스핀들이 모두 한 방향으로 정열 되었음을 의미한다. 이들 결과로부터 비상보성 AF 스핀들 중에서 일부분은 CoFe/MnIr의 계면에 고정되어 $H_{ex}$로 발현되어 나타나고, 나머지 부분은 자기장의 방향에 따라서 회전하므로 $H_{ra}$로 발현되고 있음을 알 수 있었다. 따라서 교환 결합 에너지는 교환 바이어스 에너지 및 회전 이방성 에너지의 합으로 표현될 수 있음을 보였다.

• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.228-231
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• 2004

Ta(5 nm)/NiFe(11 nm)/FeMn(16 nm) Ta(5 nm)과 Ta(5 nm)/NiFe(11 run)/FeMn(16 nm)/NiFe(7 nm)/Ta(5 nm) 다층박막구조를 제작하여, Laser의 power, 조사 위치, 자장의 방향에 따라 자기저항(MR)비와 교환결합력(H$_{ex}$) 자기적 특성을 연구하였다. Laser 열처리는 power를 440 mW까지 증가시키면서 FeMn/NiFe 이중박막을 15분 씩 Laser로 조사하여, 200 mW에서부터 음의 자기장에서 자기저항곡선의 피크가 발생하기 시작하였다. 400 mW까지 증가시키면서 양의 자기장에서 자기저항곡선의 MR비와 H$_{ex}$:가 각각 0.9%에서 0.1%로, 87 Oe에서 76 Oe로 감소하였고, 음의 자기장 피크에서는 MR비와 H$_{ex}$가 모두 증가하였다. 또한 NiFe/FeMn/NiFe삼중박막에서도 같은 결과를 얻었다. 300 mA로 laser열처리한 면적을 증가시켰을 때 자기저항곡선이 positive 피크는 감소하고 negative 피크는 증가하였다. 이러한 Laser 열처리효과에 의해 결과적으로 교환결합된 박막구조의 국소적 자화반전을 가능하게 하였다.