• 제목/요약/키워드: Magnetoresistance(MR)

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Tunneling Magnetoresistance: Physics and Applications for Magnetic Random Access Memory

  • Park, Stuart in;M. Samant;D. Monsma;L. Thomas;P. Rice;R. Scheuerlein;D. Abraham;S. Brown;J. Bucchigano
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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    • pp.5-32
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    • 2000
  • MRAM, High performance MRAM using MTJS demostrated, fully integrated MTJ MRAM with CMOS circuits, write time ~2.3 nsec; read time ~3 nsec, Thermally stable up to ~350 C, Switching field distibution controlled by size & shape. Magnetic Tunnel Junction Properties, Magnetoresistance: ~50% at room temperature, enhanced by thermal treatment, Negative and Positive MR by interface modification, Spin Polarization: >55% at 0.25K, Insensitive ot FM composition, Resistance $\times$ Area product, ranging from ~20 to 10$^{9}$ $\Omega$(${\mu}{\textrm}{m}$)$^{2}$, Spin valve transistor, Tunnel injected spin polarization for "hot" electrons, Decrease of MTJMR at high bias originates from anode.

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MAGNETORESISTANCE OF EPITAXIALLY GROWN METALLIC MULTILAYERS

  • Kamada, Yasuhiro;Saza, Yasuyuki;Matsui, Masaaki
    • 한국표면공학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.386-392
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    • 1996
  • The epitaxial TM/bcc-Cr(001) (TM=Fe, Co, Ni) multilayers have been prepared using MBE. The crystal structure, interlayer exchange coupling and magnetoresistance of those multilayers have been discussed. The structure of Fe, Co and Ni grown on bcc-Cr(001) exhibited bcc(001), distorted hcp(1120) and fcc(110), respectively. In Fe/Cr multilayes, an oscillatory exchange coupling has been observed, but not observed in Ni/Cr system, which may come from the large mixing at interfaces. Large MR ratio (116%, 4.2K) has been obtained in Fe/Cr system, but only 2% in Co/Cr system. This difference can be understood from the view point of the relative potential geight for down spin electrons between TM and Cr.

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비정질 Ge1-xMnx 박막의 자기수송특성에 미치는 열처리 효과 (Annealing Effect on Magneto-transport Properties of Amorphous Ge1-xMnx Semiconductor Thin Films)

  • 김동휘;이병철;찬티난안;임영언;김도진;김효진;유상수;백귀종;김창수
    • 한국자기학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.121-125
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    • 2009
  • 비정질 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 $400^{\circ}C$에서 $700^{\circ}C$까지 온도범위에서 각 3분씩 고진공챔버($10^{-8}$ torr)에서 열처리하였고, as-grown 시료와 열처리한 시료의 전기적 특성과 자기수송특성을 연구하였다. 성분함량은 energy dispersive X-ray spectroscopy(EDS)와 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)로 측정하였으며, 박막의 구조분석은 x-ray diffractometer(XRD)와 transmission electron microscopy(TEM)를 이용하였다. 자성특성은 여러 범위의 자기장에서 Magnetic property measure system(MPMS)를 이용하였다. 박막의 전기적 특성은 standard four-point probe와 Physical property measurement system(PPMS)로 측정하였으며, van der Pauw 방법을 사용하여 Anomalous Hall effect를 측정하였다. X-ray 회절 패턴 분석을 통해 $500^{\circ}C$에서 3분 동안 열처리한 시료는 여전히 비정질 상태인 것을 알 수 있었으며, $600^{\circ}C$의 열처리 온도에서 결정화를 확인할 수 있었다. as-grown $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막과 열처리한 $Ge_{1-x}Mn_x$ 박막을 온도에 따른 비저항 값의 변화를 측정하였고, 반도체의 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 열처리 온도가 높을수록 비저항도 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. $700^{\circ}C$에서 열처리한 $Ge_1$_$_xMn_x$ 박막은 저온에서 negative magnetoresistance(MR)을 확인할 수 있었고, MR ratio는 10 K에서 약 8.5 %를 보였다. 모든 MR 그래프에서 curve의 비대칭을 확인 할 수 있었으며, anomalous Hall Effect는 약하지만 250 K까지 관측이 되었다.

Stress-induced the enhancement of magnetoresistance in La0.75Ca0.25MnO3 thin films grown on Si (100) substrates

  • Lee, J.C.;D.G, Yu;S.Y. Ie;K.H. Jeong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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    • pp.131-131
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    • 2000
  • We witnessed the enhancement of mangetoresistance (MR) in La0.75Ca0.25MnO3 thin films grown on Si (100) substrates by RF magnetron sputtering. The films are polycrystalline with (100) and (110) orientations. The lattice constants of films are reduced as much as 0.9% compared to the one of the bulk sample, which proves that the compressive stress on films was imposed by Si sbustrate. It is found that the MR value (Δ$\rho$/$\rho$0) of films are 0.33, 0.29 and 0.27 under a magnetic field of 1.5T for each films with deposition temperature of $700^{\circ}C$, 75$0^{\circ}C$ and 80$0^{\circ}C$, respectively. The correlation between the MR values and lattice constants of films is discussed. It is concluded that the compressive stress on films cause the enhancement of MR values of thin films grown on Si (1000 substrates. Some mechanism of compressive stress induced by Si substrate is suggested.

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Interface Engineering in Quasi-Magnetic Tunnel Junctions with an Organic Barrier

  • Choi, Deung-Jang;Lee, Nyun-Jong;Kim, Tae-Hee
    • Journal of Magnetics
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    • 제15권4호
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    • pp.185-189
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    • 2010
  • Spin polarized tunneling through a hybrid tunnel barrier of a Spin filter (SF) based on a EuO ferro-magnetic semiconductor and an organic semiconductor (OSC) (rubrene in this case) was investigated. For quasi-magnetic tunnel junction (MTJ) structures, such as Co/rubrene/EuO/Al, we observed a strong spin filtering effect of the EuO layer exhibiting I-V curves with high spin polarization (P) of up to 99% measured at 4 K. However, a magnetoresistance (MR) value of 9% was obtained at 4.2 K. The low MR compared to the high P could be attributed to spin scattering caused by structural defects at the interface between the EuO and rubrene, due to nonstoichiometry in the EuO.

층상구조형 Perovskite $La_{1+x}Sr_{2-x}Mn_2O_7$ 상의 합성 및 특성연구 (Synthesis and Characterization of Layered Perovskite $La_{1+x}Sr_{2-x}Mn_2O_7$ Phases)

  • 송민석;서상일;이재열
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.271-274
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    • 1998
  • Metallic ferromagnet LA$_{1-x}$ Sr$_{x}$MnO$_3$ has received considerable attentions because of its metallic conductivity and giant magnetic resistivity. It is generally believed that layered perovskite SrO(LA$_{1-x}$ Sr$_{x}$MnO$_3$)$_{n}$ phase is insulating and shows no metallic transition. But recent report revealed that some single crystal SrO(LA$_{1-x}$ Sr$_{x}$MnO$_3$)$_{n}$ phase showed MR effect. In this study, layered perovskite SrO(LA$_{1-x}$ Sr$_{x}$MnO$_3$)$_2$ Phases were synthesized by solid state reaction at 140$0^{\circ}C$ in air atmosphere, for wide range of x and their phases were confirmed by X-ray diffraction. Electrical and magnetic properties were measured down to 10K and the possibility of MR effects was investigated.as investigated.

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용액연소법에 의한 CMR용 ${La_{0.7}}{Ca_{0.3}}{MnO_3}$분말 제조 및 전기.자기적 특성 (Powder Preparation and Electrical and Magnetic Properties of ${La_{0.7}}{Ca_{0.3}}{MnO_3}$by Solution Combustion Method for CMR Applications)

  • 이강렬;민복기;박성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.551-557
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    • 2001
  • La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$분말을 용액연소법으로 제조하였으며 분말 특성과 CMR에 응용하기 위해 박막의 전기적, 자기적 특성을 조사하였다. 조성과 구조 특성을 XRD와 SEM으로부터 조사하였으며 분말의 하소온도를 TG 분석으로부터 결정하였다. 또한 소결성은 dilatometer에 의해 조사되었으며 분말 특성은 BET에 의해 조사되었다. 소결성이 우수한 분말을 이용하여 스퍼터 타겟으로 제조하였으며 SiO$_2$/Si 기판 위에 스퍼터링한 후, 온도에 따른 four point probe 측정으로 막의 MR비를 측정하였다. VSM (Vibrating Sample Magnetometer)를 이용하여 증착된 막의 온도에 따른 자화율(Magnetization:M)을 측정하였다. 분말 특성으로는 평균입자 크기가 sub-micron 이하로 초미세하고 49.44$m^2$/g의 비표면적 값을 얻을 수 있었으며 고순도의 perovskite 구조를 갖는 La$_{0.7}$Ca$_{0.3}$MnO$_3$분말을 쉽게 얻을 수 있었다. 온도에 따른 저항값의 변화로부터 96K에서 최고의 MR값을 얻을 수 있었으며, 240K에서 강자성체로 전이되었다.로 전이되었다.

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FeN/Co/Cu/Co계 spin-valve형 다층악의 자기저항 특성 (Magnetoresistance characteristics of EeN/Co/Cu/Co system spin-valve type multilayer)

  • 이한춘;송민석;윤성호;김택기
    • 한국자기학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.210-219
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    • 2000
  • 질화철(FeN)막을 이용한 FeN/Co/Cu/Co와 FeN/Co/Cu/Co/Cu/Co/FeN 다층막의 자기저항효과를 조사하였다. 질소유량이 0.4 sccm 이상인 조건에서 제작한 FeN막의 결정구조는 $\alpha$-Fe와 $\varepsilon$-Fe$_3$N상의 혼합상이며 침상구조인 $\varepsilon$-Fe$_3$N상에 의해 유도되는 형상자기이방성 때문에 자기저항효과가 관찰된다. 자기저항효과는 FeN막의 질소 유량과 두께에 따라서 달라지며 이는 FeN막의 $\varepsilon$-Fe$_3$N상에 의해 유도되는 형상자기이방성이 자유층과 고착층에 미치는 범위가 질소유량과 두께에 따라 달라지기 때문이다. 자유층인 Co막의 두께가 70 $\AA$인 조건에서 가장 우수한 자기저항비와 자기저항감도를 나타내며 자기저항비는 질소유량이 0.5 sccm이고 두께가 250 $\AA$인 조건에서 제작된 FeN/Co/Cu/Co/Cu/Co/FeN 다층막에서 3.2 %로 최대값을 나타낸다. 이 다층막의 3개의 자성층은 각기 다른 보자력을 갖고 있으므로 자기저항곡선상에 각각의 보자력 차이에 의한 step을 형성하며 MRAM 등으로 응용시 4개의 신호를 동시에 구현할 수 있을 것으로 기대된다.

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$[FeNi/Cu/CoFe(Co)/Cu]_N$ Spin-Valve 다층박막의 자기저항 특성 (Magnetoresistance of $[FeNi/Cu/CoFe(Co)/Cu]_N$ Spin-Valve Multilayers)

  • 김미양;이정미;최규리;오미영;이장로
    • 한국자기학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.41-47
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    • 1999
  • DC magnetron sputtering 방법으로 Corning glass 기판 위에 기저층을 Cr과 Ta로 바꾸어가면서 보자력이 다른 Ni81Fe19와 CoFe(Co)를 이용하여 buffer;[FeNi/Cu/CoFe(Co)/Cu]N의 형태로 spin-valve 다층박막을 제작하여 자기저항비의 기저층 종류와 두께, 비자성층 Cu층 두께, 연자성층 NiFe층 두께, 사이층 박막 반복 적층횟수, 기판온도 및 열처리 온도 의존성을 조사하였다. 제작된 시료의 자기저항비는 4탐침법으로 측정하였으며 이들의 구조, 자기적 성질을 조사하기 위해 X-선 회절분석, 시료진동형 자기계(VSM) 분석을 하였다. Cr기저층 두께가 50$\AA$, Cu 두께 50$\AA$, NiFe 및 Co 두께가 각각 20$\AA$이며 사이층 박막 반복 적층횟수 10인 경우에 기판온도가 9$0^{\circ}C$일 때 극대 자기저항비 및 보자력은 각각 7.5% 및 140 Oe를 보이다가 기판온도 상승에 따라 감소하였다. 자기장 감응도(MR slope)는 열처리 온도 15$0^{\circ}C$까지는 0.25%/Oe을 유지하다가 20$0^{\circ}C$에서는 0.03%/Oe로 감소하였으며 열안정성을 결정하는 주요한 요인은 NiFe 자성층의 연자기 특성 저하라는 것을 확인할 수 있었다.

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스핀밸브형 거대자기저항 다층박막의 자기적 특성 및 미세구조에 관한 연구 (A study on the magnetic properties and microstructure of spin-valve type multilayer for giant magnetoresistance)

  • 노재철;이두현;이명신;윤대호;서수정
    • 한국결정성장학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.73-82
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    • 1998
  • 교환이방성이란 반강자성층과 강자성층의 이층막(bilayer)사이의 교환작용에 의해 발생하는 일방향 자기이방성을 말한다. 본 연구에서는 스퍼터링법으로 제작한 NiO/NiFe 이층막에서 발생하는 교환이방성에 대한 연구를 통하여 이를 스핀밸브형 거대자기저항 소자에 적용하고자 하였다. 먼저 NiO 증착조건 변화에 따른 NiO/NiFe 이층막의 특성변화를 살펴보았으며, 이를 통하여 NiO 증착중 Ar 압력 변화가 이층막의 교환이방성에 가장 중요한 인자임을 알수 있었다. 즉 Ar 압력이 낮을수록 교환이방성 특성이 더 우수하였다. 이러한 이층막 조건을 통하여 스핀밸브형 거대자기저항 다층막을 증착하였으며 그 결과 3.4%의 자기저항비와 0.25%/Oe의 민감도를 얻었다.

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