Journal of the Korean Magnetics Society (한국자기학회지)

The Korean Magnetics Society (한국자기학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Regional Distribution of Isotropy Magnetic Property of Dual-type Giant Magnetoresistance-Spin Valve Multilayer

이중구조 거대자기저항-스핀밸브 박막의 자기등방성 영역분포에 관한 연구

  • Khajidmaa, Purevdorj (Department of Oriental Biomedical Engineering, Sangji University) ;
  • Lee, Sang-Suk (Department of Oriental Biomedical Engineering, Sangji University)
  • 카지드마 (상지대학교 보건과학대학 한방의료공학과) ;
  • 이상석 (상지대학교 보건과학대학 한방의료공학과)
  • Received : 2013.11.15
  • Accepted : 2013.12.03
  • Published : 2013.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The regional distribution of magnetic isotropy depending on the post annealing condition for the dual-type structure GMR-SV (giant magnetoresistance-spin valve) of NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe multilayer was investigated. The rotation of in-plane ferromagnetic layer induced by controlment of the post annealing temperature inside of the vacuum chamber. The magnetoresistive curves of a dual-type IrMn based GMR-SV depending on the direction of the magnetization easy axis of the free layer and the pinned layer are measured by between $0^{\circ}$ and $360^{\circ}$ angles for the applied fields. The optimum annealing temperature having a steady and isotropy magnetic sensitivity of 1.52 %/Oe was $107^{\circ}C$ in the rotational section of $0{\sim}90^{\circ}$. By investigating the switching process of magnetization for an arbitrary measuring direction, the in-plane orthogonal magnetization for the dual-type GMR-SV multilayer can be used by a high sensitive biosensor for detection of magnetized micro-beads.

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중구조 GMR-SV 박막의 열처리 조건에 의존하는 자기등방성 영역분포 특성을 조사하였다. 진공 챔버내에서 이중구조 GMR-SV 박막을 후열처리 온도를 조절하여 면상에서 강자성체 층의 자화용이축 회전을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축 방향에 의존하는 이중구조 GMR-SV 박막의 자기저항곡선은 외부자기장의 각도를 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지 변화시킨 후 외부자기장의 세기에 따라서 측정하였다. 후열처리 온도가 $107^{\circ}C$일 때, 외부자기장의 방향이 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 영역에서 자장감응도가 약 1.52 %/Oe인 자기등방성 특성을 보였다. 이러한 특성은 고정층과 자유층을 형성하는 강자성층들이 면상에서 서로 직교한 결과임을 나타내며, 자기등방성 GMR-SV 박막 소자는 임의 방향으로 자화된 마이크로 자성비드를 검출할 수 있는 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다.

Keywords

References

  1. D. A. Baker, Nature 405, 39 (2000). https://doi.org/10.1038/35011000
  2. D. L. Graham, H. A. Feliciano, P. P. Fretias, L. A. Clarke, and M. D. Amaral, Sens. Actuators: B 107, 936 (2005). https://doi.org/10.1016/j.snb.2004.12.071
  3. S. H. Park, K. S. Soh, M. C. Ahn, D. G. Hwang, and S. S. Lee, J. Kor. Mag. Soc. 16, 157S (2006). https://doi.org/10.4283/JKMS.2006.16.3.157
  4. B. M. de Boer, J. A. H. M. Kahlman, T. P. G. H. Jansen, H. Duric, and J. Veen, Biosens. Bioelectron. 22, 2366 (2006).
  5. G. Li, S. Sun, R. J. Wilson, R. L. White, N. Pourmand, and S. X. Wang, Sens. Actuators: A 126, 98 (2006). https://doi.org/10.1016/j.sna.2005.10.001
  6. S. S. Lee, S. H. Park, and K. S. Soh, Sae Mulli 52, 564 (2006).
  7. J. H. Min, A. Y. Song, Y. K. Kim, and J. H. Wu, J. Kor. Mag. Soc. 19, 34 (2009).
  8. J. G. Choi, Y. S. Park, and S. S. Lee, J. Kor. Mag. Soc. 22, 173 (2012). https://doi.org/10.4283/JKMS.2012.22.5.173
  9. S. H. Park, K. S. Soh, D. G. Hwang, J. R. Rhee, and S. S. Lee, J. Magnetics 13, 30 (2008). https://doi.org/10.4283/JMAG.2008.13.1.030
  10. W. H. Lee, D. G. Hwang, and S. S. Lee, J. Magnetics 14, 18 (2009). https://doi.org/10.4283/JMAG.2009.14.1.018
  11. J. G. Choi, T. J. Kwak, J. T. Shim, and S. S. Lee, J. Kor. Mag. Soc. 20, 35 (2010). https://doi.org/10.4283/JKMS.2010.20.2.035
  12. J. G. Choi, I. S. Koh, Y. M. Gong, M. H. Kim, Y. S. Park, D. G. Hwang, and S. S. Lee, J. Kor. Mag. Soc. 19, 1 (2009). https://doi.org/10.4283/JKMS.2009.19.1.001
  13. D. K. Wood, K. K. Ni, D. R. Schmidt, and A. N. Cleland, Sens. Actuators: A 120, 1 (2005). https://doi.org/10.1016/j.sna.2004.10.035
  14. D. W. Kim, J. H. Lee, M. J. Kim, and S. S. Lee, J. Magnetics 14, 80 (2009). https://doi.org/10.4283/JMAG.2009.14.2.080
  15. P. Khajidmaa, K. J. Park, and S. S. Lee, J. Kor. Mag. Soc. 23, 98 (2013). https://doi.org/10.4283/JKMS.2013.23.3.098
  16. J. H. Lee, B. Y. Chung, and J. H. Jang, CERAMIST 12, 21 (2009).

Cited by

  1. Analysis of Magnetic Field Variation for Pulse Wave by Using Finite Element Method vol.24, pp.3, 2014, https://doi.org/10.4283/JKMS.2014.24.3.090
  2. Detection Characteristics of a Red Blood Cell Coupled with Micron Magnetic Beads by Using GMR-SV Device vol.24, pp.4, 2014, https://doi.org/10.4283/JKMS.2014.24.4.101
  3. Detection Property of Red Blood Cell-Magnetic Beads Using Micro Coil-Channeland GMR-SV Device vol.25, pp.1, 2015, https://doi.org/10.4283/JKMS.2015.25.1.016
  4. Properties of Exchange Bias Coupling Field and Coercivity Using the Micron-size Holes Formation Inside GMR-SV Film vol.25, pp.4, 2015, https://doi.org/10.4283/JKMS.2015.25.4.117
  5. Use of a GMR-SV Device Below a Single Coil and Channel to Detect the Deformation Properties of Red Blood Cell Membranes pp.1543-186X, 2019, https://doi.org/10.1007/s11664-018-6617-7