Enhancement of Crystallinity and Exchange Bias Field in NiFe/FeMn/NiFe Trilayer with Si Buffer Layer Fabricated by Ion-Beam Deposition

Enhancement of crystallinity and exchange bias characteristics for NiFe/FeMn/NiFe trilayer with Si buffer layer fabricated by ion-beam deposition were examined. A Si buffer layer promoted (111) texture of fcc crystallities in the initial growth region of NiFe layer deposited on it. FeMn layers deposited on Si/NiFe bilayer exhibited excellent (111) crystal texture. The antiferromagnetic FeMn layer between top and bottom NiFe films with the buffer Si 50 ${\AA}$-thick induced a large exchange coupling field Hex with a different dependence. It was found that H$\sub$ex/ of the bottom and top NiFe films with Si buffer layer revealed large value of about 110 Oe and 300 Oe, respectively. In the comparison of two Ta and Si buffer layers, the NiFe/FeMn/NiFe trilayer with Si could possess larger exchange coupling field and higher crystallinity.

이온 빔 증착법으로 제작한 NiFe/FeMn/NiFe 3층박막의 버퍼층 Si에 따른 결정성 및 교환결합세기 향상

유리기관 위에 이온 빔 증착(ion beam deposition ; IBD)법으로 제작한 버퍼층(buffer layer) Si의 두께에 따른 ［NiFe/FeMn/NiFe］3층박막의 결정성과 교환결합세기(exchange bias field ; H$_{ex}$)를 조사하였다. 버퍼층 Si는 NiFe층을 fcc(111)로 매우 우세하게 초기에 결정성장 시켰다. Si/NiFe 위의 증착된 FeMn층은 ${\gamma}$-fcc(111)구조로 성장함에 따라 안정되고 큰 H$_{ex}$를 가졌고, 버퍼 110 Oe로 거의 일정하였으며, 상부 FeMn/NiFe 이중구조의 H$_{ex}$는 300 Oe까지 증가하였다. 버퍼층이 Ta일 경우와 비교해서 Si일 때 H$_{ex}$와 결정성이 향상되었다.이 향상되었다.