초록
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
A spin valve structure of Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMn/Ta which has a synthetic antiferromagnet (CoFe/Ru/CoFe), was fabricated by using a magnetron sputtering system. The thickness and composition of magnetic free and pinned layers affect the magnetic properties such as exchange interaction strength of each layer and so on. Even though Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) has advantages of quantitative and non-destructive analysis, it is almost impossible to determine the thickness and composition of magnetic thin films using lBS because of its poor mass resolution for a higher atom number (Z>20). In this study, quantitative analysis of the element composition and thickness for the spin valve sample was performed by combining both Proton Induced X-ray Emission Spectrometry (PIXE), which is one of element specific analysis techniques, and grazing-exit RBS with a highly improved depth resolution and absolute quantitative analysis. For the quantitative analysis, standardization of PIXE was carried out with NiFe, CoFe, and FeMn layers, which are one of constituent layers of spin valve films. Through PIXE standardization and the aid of PHE experimental results of the spin valve sample, ire overlapped signal in a grazing-exit RBS spectrum were successfully resolved and the thickness of the Ru layer was determined with a resolution of ∼1 .
