Influence of Layer-thickness and Annealing on Magnetic Properties of CoSiB/Pd Multilayer with Perpendicular Magnetic Anisotropy

CoSiB is the amorphous ferromagnetic material and multilayer consisting of CoSiB and Pd has perpendicular magnetic anisotropic property. PMA has strong advantages for STT-MRAM. Moreover, amorphous materials have two advantages more than crystalline materials: no grain boundary and good thermal stability. Therefore, we studied the magnetic properties of multilayers consisting of the $Co_{75}Si_{15}B_{10}$ with PMA. In this study, we investigated the magnetic property of the [CoSiB (3, 4, 5, and 6) ${\AA}$/Pd(11, 13, 15, 17, 19,and $24{\AA})]_5$ multilayers and found the annealing temperature dependence of the magnetic property. The annealing temperature range is from room temperature to $500^{\circ}C$. The coercivity and the saturation magnetization of the CoSiB/Pd multilayer system have a close association with the annealing temperature. Moreover, the coercivity especially shows a sudden increasing at the specific annealing temperature.

박막 두께 및 열처리가 수직자기이방성을 갖는 CoSiB/Pd 다층박막의 자기적 특성에 미치는 영향

CoSiB은 비정질 구조를 갖는 강자성체 물질이며, CoSiB과 Pd을 포함한 다층박막은 수직자기이방성을 갖는다. 수직자기이방성은 수평자기이방성에 비해 STT-MRAM에 적용되기에 좋은 이점이 있으며, 특히 비정질 강자성체를 포함한 다층박막은 결정질강자성체를 포함한 다층박막과 비교하여 몇 가지 이점을 지니는데, 첫째는 grain boundary가 없다는 것이며 둘째는 결정질 재료에 비교하여 열적안정성이 보다 좋다는 것이다. 이러한 이유에 따라 우리는 비정질 강자성체 $Co_{75}Si_{15}B_{10}$을 포함하는 다층박막을 제작하여 그 자기적 특성을 연구하였다. 본 연구는 [CoSiB(3, 4, 5, 6) ${\AA}$/Pd(11, 13, 15, 17, 19, 24${\AA})]_5$ 다층박막을 제작하여 VSM 측정을 통해 두께에 따른 그 자기적 특성의 변화를 살펴보았으며, 이후 일부 다층박막의 열처리를 통해 온도에 따른 자기적 특성의 변화추이를 조사하였다. 포화자화값과 보자력은 CoSiB과 Pd 각 층의 두께 변화에 따라 증가와 감소를 반복하였으며, 열처리 온도의 범위는 상온에서 $500^{\circ}C$까지로 특정 온도에서 보자력의 증대를 보였다.