• 제목/요약/키워드: spin valve structure

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Top형 스핀밸브 구조의 Si 기판에서의 하지층 두께에 따른 자기저항 특성 연구 (Dependence of Magnetoresistance on the Underlayer Thickness for Top-type Spin Valve)

  • 고훈;김상윤;김수인;이창우;김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.95-98
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    • 2007
  • 본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si 기판/Mo(MoN)$(t{\AA})/NiFe(21{\AA})/CoFe(28{\AA})/Cu(22{\AA})/CoFe(18{\AA})/IrMn(65{\AA})/Ta(25{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si 기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. Mo 박막에 비해 MoN 박막의 질소량이 증가할수록 증착률은 감소하였고, 비저항은 증가하였다. MoN 하지층을 사용한 경우 Mo의 경우보다 하지층 두께 변화($51{\AA}$까지)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 2.86% 이었고, $200^{\circ}C$ 열처리 때 2.91 %로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 2.91 %에서 2.16%로 감소하였다. 질소 유입량이 1 sccm인 MoN의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 5.27%, $200^{\circ}C$일때 5.56%증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 5.56%에서 4.9%로 감소하였다.

Effects of the Hard-Biased Field on the Magnetic and Magnetoresistive Properties of a Crossed Spin-Valve Bead by Computer Simulation

  • S. H. Lim;K. H. Shin;Kim, K. Y.;S. H. Han;Kim, H. J.
    • Journal of Magnetics
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    • 제5권1호
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    • pp.19-22
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    • 2000
  • The effects of a hard-biased Held on the magnetic and magnetoresistive properties of a crossed spin-valve head are investigated by computer simulation with particular emphasis on the asymmetry of the output signal. The spin-valve considered in this work is NiMn (25 nm)/NiFe (2.5 m)/Cu (3 nm)/NiFe (5.5 m), with a length of 1500 m and a width of 600 nm. A simple model is used where each magnetic layer consists of a single domain, and the magnetoresistance is a function of the angle between the magnetization directions of the two magnetic layers. The ideal crossed spin-valve structure is not realized with the present model and magnetic parameters, but the deviation from ideality is decreased by the hard-biased field. This results in the improvement of the linearity of the output signal with the use of the bias field. The magnetoresistance ratio and magnetoresistive sensitivity, however are reduced. The magnetic properties including the magnetoresistance are found to be strongly affected by magnetostatic interactions, particularly the inter-layer magnetostatic field.

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Size and Aspect Ratio Effects on the Magnetic Properties of a Spin-Valve Multilayer by Computer Simulation

  • Lim, S.H.;Han, S.H.;Shin, K.H.;Kim, H.J.
    • Journal of Magnetics
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    • 제5권3호
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    • pp.90-98
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    • 2000
  • The change in the magnetic properties of a spin-valve multilayer with the structure IrMn (9 m)/CoFe (4 nm)/Cu (2.6 nm)/CoFe (2 nm)/NiEe (6 nm) is investigated as a function of the size and the aspect ratio. At a fixed aspect ratio (the length/width ratio) of 2, the magnetostatic interactions begin to affect the magnetic properties substantially at a spin-valve length of 5 $\mum$, and, at a length of 1 $\mum$, they become even more dominant. In the case of a fixed multilayer size (2.4 $\mum$) which is indicated by the sum of the length and the width, magnetization change occurs by continuous spin-reversal and M-H loops are characterized by no or very small hysteresis at aspect ratios smaller than unity, At aspect ratios greater than unity, magnetization change occurs by spin-flip resulting in squared hysteresis loops. A very large changes in the coercivity and the bias field is observed, and these results are explained by two separate contributions to the total magnetostatic interactions: the coercivity by the self-demagnetizing field and the bias field by the interlayer magnetostatic interaction field.

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BOTTOM IrMn-BASED SPIN VALVES BY USING OXYGEN SURFACTANT

  • J. Y. Hwang;Kim, M. Y.;K. I. Jun;J. R. Rhee;Lee, S. S.;D. G. Hwang;S. C. Yu;Lee, S. H.
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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    • pp.62-63
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    • 2002
  • To reach 100 Gbit/in$^2$ magnetic recording densities in hard disk drives specular enhancement of giant magnetoresistance (GMR) effect in spin valve (SV) films has become one of the indispensable means for application as read elements in recording heads [1]. More recently specular spin valve (SSV) structure containing nano-oxides layers (NOL) were reported [2], where MR enhancement is caused to extended mean free path of majority spin polarized electrons through specular reflection at metal/insulator interfaces [3] in the SV films. (omitted)

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후방산란법(RBS)/양성자 여기 X-선 방출법(PIXE)을 이용한 다층자성박막의 두께 및 조성 정량분석 (Analysis of Magnetic Multi-layers by RBS and PIXE)

  • 송종한;김태곤;전기영;황정남;신윤하;김영만;장성호;김광윤
    • 한국자기학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.272-277
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    • 2001
  • FeMr에 의해 교환 바이어스된 synthetic antiferromagnet(CoFe/Ru/CoFe)을 가진 Top Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMn/Ta 스핀 밸브 구조를 마그네트론 스퍼터링법에 의해 증착하였다. 이러한 스핀 밸브에서는 자유층, 구속층등의 두께 및 조성이 층간 결합력의 세기를 비롯한 자성특성에 영향을 미치게 된다 후방산란법은 두께 및 조성에 대한 절대정량이 가능하며 비파괴 분석법이라는 장점을 지니고 있으나, 원자번호가 20번 이상인 주기율표상의 인접원소로 이루어진 자성박막을 분석하는데 있어서 신호의 중첩현상으로 인해 분석이 불가능하였다 본 연구에서는 element-specific 한 분석기술인 양성자 여기 X선 검출법과, 절대 정량이 가능하고 깊이분해능을 현저히 향상시킨 grazing-exit 후방산란법 (RBS : Rutherford Backscattering Spectrometry)을 동시에 사용하여 상호 보완적인 분석을 함으로써 스핀밸브에 대한 성분 및 두께에 대한 정량분석을 수행하였다. 이를 위하여 먼저 spin valve 구조에서 자성층인 NiFe, CoFe, FeMn 단일층이 증착된 시료에 대한 표준화를 수행함으로써 spin valve 구조에서 grazing-exit 후방산란 스펙트럼 상의 중첩된 신호를 Simulation을 통하여 분리가 가능하였으며, 특히 Ru층의 두께는 단위의 정확도로 측정이 가능 하였다

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Magnetoresistive and Pinning Direction Behaviors of Synthetic Spin Valves with Different Pinning Layer Thickness

  • Cho, Ho-Gun;Kim, Young-Keun;Lee, Seong-Rae
    • Journal of Magnetics
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    • 제7권4호
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    • pp.147-150
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    • 2002
  • The pinning direction, the spin flop behaviors and the magnetoresistive properties in top synthetic spin valve structure [NiFe/CoFe/Cu/CoFe (t$_{p2}$)/Ru/CoFe (t$_{p1}$)/IrMn] were investigated. The magnetoresistive and pinning characteristics of synthetic spin valves strongly depended on the differences in the two pinning layer thickness, ${\Delta}t(=t_{p2}-t_{p1})$. In contrast to the conventional spin valves, the pinning direction (P1) was canted off with respect to the growth field axis with ${\Delta}t$. We found that the canting angle ${\Phi}$ had different values according to the annealing field direction and ${\Delta}t$. When the samples were annealed at above the blocking temperature of IrMn with zero fields, the canted pinned layer could be set along the growth field axis. Because the easy axis which was induced by the growth field during deposition is still active in all ferromagnetic layers except the IrMn at $250{^{\circ}C}$, the pinning direction could be aligned along the growth field axis, even in 0 field annealing.

Top형 스핀밸브구조에서 반강자성체 두께 변화에 따른 자기적 특성 연구 (Magnetic Properties of Top-type Spin Valve Structure for Various Thickness of IrMn Antiferromagnet)

  • 김상윤;고훈;최경호;이창우;김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.22-25
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    • 2007
  • 본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다.

The Structure, and the Magnetic and Magnetoresistive Characteristics of the Spin Valve Multilayers

  • Stobiecki, T.;Czapkiewicz, M.;Wrona, J.;Powroynik, W.;Stobiecki, F.
    • Journal of Magnetics
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    • 제3권3호
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    • pp.92-95
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    • 1998
  • In this paper we report the low and high angle diffraction results, and the magnetic and magnetroesistive characteristics of the spin valve multilayer structure prepared by the sputter machine Emerald II in the Balzers Laboratory. The investigated system consists of a ferromagnetic free layer (7 nm NiFe) and a ferromagnetic pinned layer (7 nm NiFe), separated from each other by a nonmagnetic (2.1 nm Cu) spacer. The NiFe pinned layer is fixed by the exchange coupling with an antiferromagnetic layer (10 nm FeMn). For such system the magnetoresistance ratio ΔR/R=3.58%, the interlayer exchange coupling $H_c=6.4$ Oe and the field sensitivity 1.15%/Oe were otained.

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