Analysis of Ferromagnetic and Spin Wave Resonance Signals in CoFeB Thin Films

We analyzed the ferromagnetic and spin wave resonance signals measured in amorphous CoFeB thin films with different thickness. The ferromagnetic resonance field ($H_{FMR}$) was not depend on the thickness of CoFeB films, but the spin wave resonance field ($H_{SWR}$) was well fitted with the theoretical prediction depending on the thickness. The uniaxial anisotropy field of $H_k$ = 37 Oe was obtained from the angular dependent $H_{FMR}$ in CoFeB films. The $H_{SWR}$ showed same angular behaviors with $H_{FMR}$, however, the amplitude of spin wave resonance signals showed 5.7 times higher than that of ferromagnetic resonance signals in CoFeB film with t = 100 nm. The higher signals were due to the two reasons; one was the small damping for the spin wave propagation without degradation, the other was uniform magnetization for the ideal standing wave modes.

CoFeB 박막 재료에서 강자성 및 스핀파 공명 신호 분석

본 연구에서는 두께가 다른 비정질 CoFeB 박막 재료에서 측정한 강자성 및 스핀파 공명 신호를 비교 분석하였다. 강자성 공명 자기장($H_{FMR}$)은 두께에 거의 무관하게 일정한 값을 갖는 반면 스핀파 공명 자기장($H_{SWR}$)은 CoFeB의 두께에 의존하는 스핀파 모드들에 대한 이론 값과 일치하였다. 수평면에서 자기장 각도에 따른 $H_{FMR}$ 측정 결과로부터 CoFeB 재료의 일축이방성 자기장은 37 Oe였다. 한편 $H_{SWR}$은 $H_{FMR}$과 동일한 각도 의존성을 보였으며, 스핀파 공명 신호의 크기는 강자성 공명 신호에 비하여 약 5.7배 증가하였다. 이러한 증가는 비정질 재료의 작은 감쇠 상수에 의한 저감이 작은 스핀파의 진행 특성 및 균일한 자화에 의한 이상적인 정상파 형성 조건에 기인함을 알 수 있었다.