• 제목/요약/키워드: free magnetic layer

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Magnetic tunnel junctions with thin free layer

  • 임우창;박병국;배지영;이택동
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.68-69
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    • 2002
  • Magnetic tunnel junctions은 최근 자기저항용 재료나 MRAM용 소자로 사용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. Magnetic tunnel junction을 저자계, 저전력용 소자로 사용되기 위해서는, 작은 switching field 값과 uniform한 switching field 분포를 가져야 한다. Micromagnetic simulation을 통하여 free layer의 두께와 포화 자화 값이 감소함에 따라서 switching field가 감소함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 얇은 free layer를 사용하여 magnetic tunnel junction을 제조하고, 얇은 free layer가 자기저항에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. (중략)

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Metastable Vortex State of Perpendicular Magnetic Anisotropy Free Layer in Spin Transfer Torque Magnetic Tunneling Junctions

  • You, Chun-Yeol;Kim, Hyungsuk
    • Journal of Magnetics
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    • 제18권4호
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    • pp.380-385
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    • 2013
  • We find a metastable vortex state of the perpendicular magnetic anisotropy free layer in spin transfer torque magnetic tunneling junctions by using micromagnetic simulations. The metastable vortex state does not exist in a single layer, and it is only found in the trilayer structure with the perpendicular magnetic anisotropy polarizer layer. It is revealed that the physical origin is the non-uniform stray field from the polarizer layer.

전자기력에 의한 자성유체의 2차원 자유표면 형상 제어에 관한 연구 (Study on the two-dimensional Formation Control of Free Surface of Magnetic Fluid by Electromagnetic Force)

  • 안창호;지병걸;이은준;박명관
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.979-982
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    • 2003
  • In this study, because of change in electromagnetic force, deformation of the free surface motion of a magnetic fluid is changed. Deformation of the free surface motion of a magnetic fluid for the change in electromagnetic force is discussed and carried out theoretically and experimentally on the basis of Rosensweig Ferrohydrodynamic Bernoulli Equation. Objective of this study explicates free surface motion by electromagnetic force and planes to designed controller. To control free surface of magnetic fluid, it embody designed two-dimensional free surface form of magnetic fluid. By using this characteristics, they applied to oscillator for surface control, flow control, boundary layer control. Strength of magnetic field and height of free surface of magnetic fluid measure as a hall-effect sensor. As performing height control of magnetic fluid, the result will be presented possibility of free surface deformation control.

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Magnetic and Electrical Properties of the Spin Valve Structures with Amorphous CoNbZr

  • Cho, Hae-Seok
    • Journal of Magnetics
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    • 제2권3호
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    • pp.96-100
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    • 1997
  • A spin valve structure of NiO(40 nm)/Co(2 nm)/Cu(2.6 nm)/Co(x nm)/Ta(5 nm) has been investigated for the application of magnetic random access memory (MRAM). The spin valve structure exhibited very large difference in the coercivities between pinned and free layers, a relatively high GMR ratio, and a low free layer coercivity. The spin valves were prepared by sputtering and were characterized by dc 4-point probe, and VSM. The spin valves with combined free layer exhibited a maximun GMR ratio of 10.4% with a free layer coercivity of about 82 Oe. The spin valves with a single 10 nm thick a-CoNbZr free layer exhibited a GMR ratio of about 4.3% with a free layer coercivity of about 12 Oe. The GMR ratio of the spin valves increased by addition of Co between Cu and a-CoNbZr. It has been confirmed that the coercivity of free layer can be decreased by increasing the thickness of a-CoNbZr. It has been confirmed that the coercivity of free layer can be decreased by increasing the thickness of a-CoNbZr layer without losing the GMR ratio substantially, which was mainly due to high resistivity of the amorphous "layers".

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교환 바이어스 인위적 준강자성 기준층을 포함한 자기 터널 접합의 강자성 공명 (Ferromagnetic Resonance of Magnetic Tunnel Junctions with an Exchange Biased Synthetic Ferrimagnetic Reference Layer)

  • 윤정범;유천열;정명화
    • 한국자기학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.121-126
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    • 2011
  • 자유층과 고정 기준층으로 이루어진 자기 터널 접합의 스핀 동역학을 강자성 공명 시늉내기로 연구 하였다. 먼저 교환 바이어스 인위적 준강자성 기준층을 포함한 자기 터널 접합에서 DC 자기장에 대한 각 층의 자화 방향을 확인하고 터널 자기저항을 계산하였다. 자기 터널 접합에서 스핀의 들뜸 모드들을 확인하기 위해 DC와 RF 자기장을 함께 인가하여 강자성 공명 주파수 스펙트라를 관찰 하였다. 각 층 별로 들뜸 모드들을 확인하여 자유층과 기준층의 자화 방향의 차이로 계산된 터널 자기저항의 들뜸 모드들을 분석 하였다. 전체적으로 스핀의 들뜸 모드는 자유층이나 기준층의 자화 방향에 관련해서 DC 자기장의 음, 양의 방향에 따라 상이하게 나타났다. 음의 방향 자기장에 대해서 자유층과 기준층의 강자성 공명 주파수 스펙트라는 수정된 Kittel 방정식으로 잘 설명되지만 양의 방향 자기장에 대해서는 예측하기 어려운 들뜸 모드들로 인해 분석적 해답을 찾기 어려웠다. 자기터널 접합의 강자성 층들은 서로 상호 작용을 하기 때문에 이에 대한 스핀 동역학 연구는 자유층 뿐만 아니라 기준층, 고정층과도 밀접하게 연관되어 있다.

전자기력에 의한 자성유체의 2차원 자유표면 형상 제어에 관한 연구 (A Study on the Two-dimensional Formation Control of Free Surface of Magnetic Fluid by Electromagnetic Force)

  • 배형섭;양택주;이육형;주동우;박명관
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.29-37
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    • 2005
  • In this study, the control of the free surface deformation of a magnetic fluid for the change in electromagnetic force is discussed. The free surface of magnetic fluid is formed by the balance of surface force, gravity, pressure difference, magnetic normal pressure and magnetic body force. Magnetic fluid in characteristics of fluid adjusted to the opposite direction of the gravity direction. Thus, the device of a magnetic fluid proposed the complete zero-leakage sealing, oscillator for surface control, boundary layer control, MHD, flow control, flow using magnetic levitation system and surface actuator. This study show the deformation of surface rise due to the intensity of the magnetic field and possibility of two-dimensional control of magnetic fluid through the feedback data of hall sensor.

CoFe/Cu/CoFe/IrMn 스핀밸브 박막의 자유층 두께 감소에 따른 연자성 자기저항 특성 연구 (Soft Magnetic Property Depending on thickness of Free Layer in CoFe/Cu/CoFe/IrMn Spin Valve Film)

  • 최종구;고인숙;공유미;김민호;박영석;황도근;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.52-56
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    • 2009
  • [CoFe/Cu/CoFe]/IrMn 다층박막에 대하여 자유층 CoFe 두께에 따른 상호교환결합력, 교환결합세기, 보자력, 자기저항비, 자장감 응도 등의 자기저항 특성을 관찰하였다. IrMn 층을 통해 유도된 강자성체/비자성체/강자성체 구조인 CoFe(t)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)/IrMn($80\;{\AA}$) 다층박막은 자유층 CoFe 두께 $30\;{\AA}$일 때 작은 보자력과 높은 자장감응도를 유지하는 연자성 특성을 보였다. 반면에 자유층 CoFe 두께 $90\;{\AA}$일 때 큰 보자력과 낮은 자장감응도를 보였다. 양호한 연자성 특성을 갖은 $2{\times}8{\mu}m^2$ 크기의 CoFe($30\;{\AA}$)/Cu($25\;{\AA}$)/CoFe($60\;{\AA}$)]/IrMn($80\;{\AA}$) 스핀밸브 소자를 제작하였다. 길이방향의 센싱전류와 폭방향의 고정층의 용이축 방향을 택하여 2 단자법으로 측정한 소자의 연자성 자기저항 특성인 자기저항비와 자장감응도는 각각 3.0%와 0.3%/Oe 이었다.

Anatomy of a flare-producing current layer dynamically formed in a coronal magnetic structure

  • Magara, Tetsuya
    • 천문학회보
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    • 제41권2호
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    • pp.41.3-42
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    • 2016
  • No matter how intense magnetic flux it contains, a coronal magnetic structure has little free magnetic energy when a composing magnetic field is close to a potential field, or current-free field where no volume electric current flows. What kind of electric current system is developed is therefore a key to evaluating the activity of a coronal magnetic structure. Since the corona is a highly conductive medium, a coronal electric current tends to survive without being dissipated, so the free magnetic energy provided by a coronal electric current is normally hard to release in the corona. This work aims at clarifying how a coronal electric current system is structurally developed into a system responsible for producing a flare. Toward this end, we perform diffusive MHD simulations for the emergence of a magnetic flux tube with different twist applied to it, and go through the process of structuring a coronal electric current in a twisted flux tube emerging to form a coronal magnetic structure. Interestingly, when a strongly twisted flux tube emerges, there spontaneously forms a structure inside the flux tube, where a coronal electric current changes flow pattern from field-aligned dominant to cross-field dominant. We demonstrate that this structure plays a key role in releasing free magnetic energy via rapid dissipation of a coronal electric current, thereby producing a flare.

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IrMn 스핀필터 스페큘라 스핀밸브의 자기저항 특성 (Magnetoresistance of IrMn-Based Spin Filter Specular Spin Valves)

  • 황재연;이장로
    • 한국자기학회지
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    • 제14권6호
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    • pp.236-239
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    • 2004
  • 미소 자유자성층에 인접한 스핀필터층 (SFL; spin filter layer)을 갖는 Ta3/NiFe2/IrMn7/CoFe1/(NOL1)/CoFe2/Cu 1.8/CoFe( $T_{f}$)/Cu( $t_{SF}$ )/(NOL2)/Ta3.5 (두께단위 nm) 구조의 스페큘라 스핀밸브 (SSV; specular spin valve)를 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용하여 제작하였다. 반강자성체 I $r_{22}$M $n_{78}$을 속박층으로 한 스핀필터 스페큘라 스핀밸브 (SFSSV; spin filter specular spin valve) 박막에 대하여 자유자성층의 두께 ( $t_{F}$)와 SFL의 두께 ( $t_{SF}$ )가 각각 1.5nm일 때 극대 자기저항 (MR; magnetoresistance)비 11.9%를 얻었으며, $t_{SF}$ 가 1.0nm으로 감소하여도 11%이상의 MR비를 유지하였다. 이것은 나노산화층 (NOL; nano-oxide layer)에 의한 스페큘라 전자와 SFL에 의한 전류분류효과의 증가 때문이다. 또한, 자유자성층과 피속박층 사이의 층간결합장 ( $H_{int}$; interlayer coupling field)은 RKKY력과 정자기결합력으로 설명할 수 있다. 자유자성층의 보자력 ( $H_{cf}$ ; coercivity of the free layer)은 기존의 스핀밸브 (TSV; traditional spin valve)에 비해 현저히 감소했으며, $t_{F}$가 1nm에서 4nm로 변하여도 4 Oe이하의 값을 유지하였다. 따라서 SFL의 삽입으로 자유자성층의 연자성 특성을 떨어뜨리지 않으면서 자유자성층 두께의 감소와 MR비의 향상을 가능하게 하였다.

Computer Simulation of Switching Characteristics and Magnetization Flop in Magnetic Tunnel Junctions Exchange Biased by Synthetic Antiferromagnets

  • Lim, S.H.;Uhm, Y.R.
    • Journal of Magnetics
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    • 제6권4호
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    • pp.132-141
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    • 2001
  • The switching characteristics and the magnetization-flop behavior in magnetic tunnel junctions exchange biased by synthetic antiferromagnets (SyAFs) are investigated by using a computer simulations based on a single-domain multilayer model. The bias field acting on the free layer is found to be sensitive to the thickness of neighboring layers, and the thickness dependence of the bias field is greater at smaller cell dimensions due to larger magnetostatic interactions. The resistance to magnetization flop increases with decreasing cell size due to increased shape anisotropy. When the cell dimensions are small and the synthetic antiferromagnet is weakly, or not pinned, the magnetization directions of the two layers sandwiching the insulating layer are aligned antiparallel due to a strong magnetostatic interaction, resulting in an abnormal magneto resistance (MR) change from the high-MR state to zero, irrespective of the direction of the free-layer switching. The threshold field for magnetization-flop is found to increase linearly with increasing antiferromagnetic exchange coupling in the synthetic antiferromagnet. Irrespective of the magnetic parameters and cell sizes, magnetization flop does not exist near zero applied field, indicating that magnetization flop is driven by the Zeeman energy.

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