Abstract
NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) trilayers were formed on the $4^{\circ}$ tilt-cut Si(111) substrate by rf magnetron sputtering method. With a Cu($50\;{\AA}$) underlayer, NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) trilayers developed in-plane magnebc anisotropy and in-plane perpendicular alignment of easy axes in two magnetic components of NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) trilayers has been found. The easy axis of Co layer consisbng of NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) trilayers turned out to be along $4^{\circ}$ tilt Si <112> direcbon and that of NiFe layer along Si <110> direction. [NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$)]/Cu($50\;{\AA}$)/Si(111, $4^{\circ}$ tiIt-cut) trilayers showed about 2.2 % MR ratio at room temperature and large plateau in MR curves, which are more improved MR characteristics than those in [NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$)]/Cu($50\;{\AA}$)/glass trilayers with no appreciable magnetic anisotropy.
$4^{\circ}$ 기울어진 Si(111) 웨이퍼를 기판으로 사용해 Cu($50\;{\AA}$) 바닥층 위에 외부 자장의 인가없이 NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막을 형성하여 자기이방성과 자기저항 특성을 연구하였다. NiFe($60\;{\AA}$) 층과 Co($30\;{\AA}$) 층을 Cu($50\;{\AA}$) 바닥층 위에 각각 단층막으로 형성할 경우에 면내 일축자기이방성이 유도되었으며, 기판을 기준으로 NiFe 층과 Co 층의 자화용이축은 면내에서 상호 수직임이 관찰되었다. NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막을 동일한 기판과 바닥층 위에 형성할 경우, NiFe층과 Co층의 자기이방성은 단층박에서의 자기이방성이 재현되어, 자화용이축이 면내에서 상호 수직으로 놓임이 처음으로 발견되었으며 ~2.2%의 자기 저항비가 측정되었다. 이를 자기이방성이 유도되지 않은, 유리 기판위에 형성한 NiFe($60\;{\AA}$)/Cu($60\;{\AA}$)/Co($30\;{\AA}$) 삼층막과 비교할 때 ~1.2% 큰 자기저항비를 보이며, 두 자성층의 자화 상태가 반평행을 유지해 자기저항비가 일정하게 유지되는 구간도 현저히 증하가였다. 위의 결과는 적절한 기판의 선택을 통해 삼층막을 이루는 두 자성층 내의 자기이방성 유도와 자화용이축 방향의 조절이 가능함을 나타내며, 이는 헤드 또는 메모리 소자 응용에 매우 유용할 것으로 판단된다.