The Dependences of Magnetoresistance and Exchange Biasing on Annealing temperature in Top and Bottom Type Specular Spin Valves with Nano-oxide Layers

We investigated magnetoresistance(MR) and exchange bias properties by annealing in top and bosom type spin valves (SV) with nano-oxide layers (NOL). In top SVs with NOL, MR ratio of 9.2% is obtained after postdeposition annealing at 250$\^{C}$. In bottom SVs with NOL, MR ratio of 10.1 % is obtained after postdeposition annealing at 250$\^{C}$. Therefore, specular reflection of the NOL in bottom SVs is higher than that of the NOL in top SVs. Exchange biasing of bottom SVs with NOL is 28% higher than that of bottom SVs without NOL after annealing. This enhancement of exchange biasing is thought to be due to the reduced magnetic moment of the pinned layer with NOL and enhanced (111) FeMn texture.

나노 옥사이드 층을 가진 스펙큘라 스핀밸브의 자기저항 특성 및 교환바이어스의 열처리 온도 의존성

나노옥사이드(nato-oxide layer, NOL) 층이 고정층에 첨가된 스펙큘라 스핀밸브(specular spin valve)와 NOL이 없는 기본 스핀 밸브를 UHV 스퍼터 시스템에서 FeMn 반강자성층을 사용하여 탑 및 바텀 형 스핀밸브를 제조하였으며, 제조한 시료의 열처리 온도에 따른 자기저항 특성 및 교환바이어스 특성을 비교 분석하였다. 탑 형 스핀밸브에서는 NOL이 있는 경우 25$0^{\circ}C$ 열처리에서 9.2%의 자기저항비를 얻을 수 있었으며, 바텀 형 스핀밸브에서는 25$0^{\circ}C$ 열처리에서 10.1%의 자기저항비를 얻을 수 있었다. 따라서 바텀 형 스핀밸브가 탑 형 스핀밸브보다 고정층에 첨가된 NOL의 스펙큘라 반사 효과가 높아 자기저항비가 증가함을 확인하였다. 또한 바텀 형 스핀밸브에서 25$0^{\circ}C$ 이상의 열처리시 NOL이 있는 경우가 NOL이 없는 경우보다 28 % 이상의 교환바이어스 증가를 보였다. 이와 같은 원인은 NOL이 첨가된 고정층의 자기모멘트의 감소와 X-선 회절 분석 결과로부터 NOL의 첨가에 따른 강화된 (111) FeMn집합조직 때문이라고 판단된다.