Exchange Coupling Field and Thermal Stability of Ni80Fe20/[Ir22/Mn78-Mn]/Co75Fe25 Multilayer Depending on Mn Content

The magnetic and thermal properties of NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe with Mn additions have been studied. As-deposited CoFe pinned layers with [IrMn-Mn]layer had dominantly larger exchange biasing field ( $H_{ex}$) and blocking temperature ( $T_{b}$) than those with pure I $r_{22}$M $n_{78}$ used. The $H_{ex}$ and $T_{b}$ improved with 76.8-78.1 vol% Mn, but those of the NiFe/IrMn/CoFe dropped considerably with more addition of 0.6 vol % Mn. The average x-ray diffraction peak ratios of fcc [(111)CoFe, NiFe]/(111)IrM $n_3$ textures for the Mn inserted total vol of 75.5, 77.5, and 79.3% were about 1.4, 0.8, and 0.6, respectively. For the sample without Mn inserted layer, the $H_{ex}$ between IrMn and CoFe layers was almost zero, but it increased to 100 Oe after annealing of 250 $^{\circ}C$. For as-grown two multilayers samples with ultra-thin Mn layers of 77.5 and 78.7 vol %, the $H_{ex}$s were 259 and 150 Oe, respectively. In case of IrMn with 77.5 vol% Mn, the $H_{ex}$ was increased up to 475 Oe at 350 $^{\circ}C$ but decreased to 200 Oe at 450 $^{\circ}C$, respectively. The magnetic properties and thermal stabilities of NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe multilayer were enhanced with Mn additions. In applications where higher $H_{ex}$ and $T_{b}$ are required, proper contents of Mn can be used. be used. used.

Ni80Fe20/[Ir22/Mn78-Mn]/Co75Fe25 다층박막에서 Mn 함유량에 의존하는 교환결합력과 열적안정성

IrMn에 Mn을 첨가시킨 N $i_{80}$F $e_{20}$/[I $r_{22}$M $n_{78}$-Mn] $Co_{75}$F $e_{25}$ 다층박막을 상온에서 이온빔 증착(ion beam deposition: IBD)법으로 제작하여 그 자기적 및 열적 특성을 연구하였다. Mn이 첨가된 NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe다층박막은 Mn이 첨가되지 않은 순수 합금 IrMn 박막 위의 CoFe 고정층 보다 큰 교환결합력( $H_{ex}$)과 방해온도(blocking temperature: $T_{b}$)을 가지고 있었다. Mn이 첨가되지 않는 I $r_{22}$M $n_{78}$ 와 CoFe 사이의 $H_{ex}$는 상온에서 거의 없었으나, 25$0^{\circ}C$ 열처리 후 100 Oe로 나타났다. IrMn 내에서 76.8-78.1 vol% Mn일 때, $H_{ex}$와 $T_{b}$는 크게 향상되었고, Mn이 0.6 vol%씩 증가함에 따라 크게 줄어들었다. NiFe/[IrMn-Mn]/CoFe 다층박막 구조에서 [(111)CoFe, NiFe]/(111)IrM $n_3$인 x-선 회절 피크비 평균값은 75.5, 77.5, 79.3 vol% Mn일 때 각각 1.4, 0.8, 0.6였다. 특히, 열처리 전 77.5과 78.7 vol% Mn일 때, $H_{ex}$는 각각 259와 150 Oe였다. 77.5 vol% Mn인 경우, $H_{ex}$가 열처리 온도 35$0^{\circ}C$까지 475 Oe였으며, 450 $^{\circ}C$에서는 200 Oe로 크게 감소하였다. 따라서 합금형 반강자성체 IrMn에서 높은 $H_{ex}$와 $T_{b}$을 얻을 수 있는 최적의 Mn 함유량의 존재를 확인하였다.다.다. 확인하였다.다.하였다.다.