Study on the Specular Effect in NiO spin-valve Thin Films

Magnetic properties are investigated for top- and bottom-type spin valves of Si/SiO$_2$/NiO(60nm)/Co(2.5nm)/Cu(1.95nm)/Co(4.5nm)/NOL(t nm; Nano Oxide layer). The MR ratios of the bottom-type spin valves with NOL are larger than those of the top-type spin valves. However, the enhancement of the former is lower than the latter. Both of spin-valves also showed almost constant Ap and smaller p. Enhanced MR ratios of spin valves with NOL result mainly from small values of with constant Ap which due to specular diffusive electron scattering at NOL(NiO)/metal interfaces.

NiO 스핀밸브 박막의 Specular Effect에 의한 자기저항비의 향상에 대한 연구

Si/SiO$_2$/NiO(60nm)/Co(2.5nm)/Cu(1.95nm)/Co(4.5nm)/NOL(t nm) 구조와 Si/SiO$_2$/NOL(t nm)/Co(4.5nm)/Cu(1.95nm)/Co(2.5nm)/NiO(60nm)의 구조를 갖는 바닥층 스핀밸브와 꼭대기층 스핀밸브를 제작하고, NOL의 두께변화에 따른 비저항($\rho$) 값과 비저항의 변화량( $\rho$), 교환결합력(H$_{ex}$), 보자력(H$_{c}$)의 자기적 특성을 연구하였다 NOL로 NiO 03nm의 두께로 삽입한 결과, 최대 자기저항비(magnetoresistance ratio)는 바닥층 스핀밸브에서 12.51%의 얻었으며, 자기저항비의 향상률은 꼭대기층 스핀밸브에서 더 높은 결과를 얻었다. 또한, 두 형태 모두 비저항의 변화량($\rho$)은 거의 일정하였고, 비저항($\rho$)값은 감소하였다 이러한 결과는 NOL의 삽입하였을 때 NOL/강자성층(free ferromagnetic layer) 계면에서 유도 전자의 specular 산란 효과를 가져왔고, 이로 인하여 전자의 평균 자유이동경로(mean free path; MFP)가 확장되어 전류의 전도도를 증가시켰다 이러한 specular효과에 의해 비저항의 변화량은 일정하게 유지되는 동안에 비저항 값은 감소하게 되어 결과적으로 자기저항비의 향상을 가져왔다.