Abstract
Top synthetic spin valves wi th structure Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe(Pl)/Ru/CoFe(P2)/FeMn/Ta on Si (100) substrate with SiO$_2$ of 1500 were prepared by dc magnetron sputtering system. We have changed only the thickness of the free layer and the thickness difference (Pl-P2) in the two ferromagnetic layers separated by Ru, and investigated the effect of magnetic film thickness on the GMR properties and the interlayer coupling field in a spin valve with a synthetic antiferromagnet. As thickness difference of pinned layer was decreased from +25 to -25 , MR ratio was decreased gradually. However, there was a dip zone indicating a big change of MR ratio around Pl = P2, which can be due to the large canting of pinned layers. The modified Neel model was suggested for the top synthetic spin valve to explain the interlayer coupling field according to the thickness change of ferromagnetic layers. The interlayer coupling field was decreased due to the magnetostatic coupling (orange peel coupling) as suggested by model. However, the interlayer coupling field was not explained at the dip zone by the modified Neel model. The deviation of modified Neel model at the dip zone could be due to the largely canting of the pinned layers as well, which depends on different thickness in synthetic antiferromagnetic structure.
합성형 반강자성체(synthetic antiferromagnet)인 CoFe/Ru/CoFe/FeMn을 사용하고 자유층으로 NiFe/CoFe 이중 층을 사용한 탑 스핀밸브 구조를 직류 마그네트론 방식으로 제조하여, 구속층의 두께변화에 따른 자기적 특성과 층간교환자계(interlayer coupling field)의 변화를 조사하였다. Si/Ta(50 )/NiFe(34 )CoFe(16 )/Cu (26 )/CoFe(Pl )/Ru(7 )/CoFe(P2 )/FeMn(100 )/Ta(50 ) 합성형 탑 스핀 밸브 시료에서 고정층의 두께 변화에 따른 자기저항 특성을 조사한 결과 자기저항비가 Pl-P2가 +25 에서 -25 으로 변화시 자기저항비는 완만하게 감소하나, Pl-P2가 영 근처에서는 자화방향의 큰 이탈(canting)에 의하여 자기저항비가 급격히 감소함을 알 수 있다. 합성형 탑 스핀 밸브의 고정층의 두께에 따른 층간교환자계의 변화에 관한 모델을 제시하였으며, 이 모델과 실험에서 구한 결과가 일치함을 확인 할 수 있었다. 단지 Pl-P2근처 영역에서는스핀 플롭 혹은 스핀의 큰 이탈에 의하여 모델의 결과에서 벗어남을 확인하였다.