Colossal magnetoresistance of double-ordered perovskite ceramics and sputter-deposited films

Abstract The stoichiometric and double-ordered perovskite $Sr_2FeMoO_6$ (SFMO) polycrystalline ceramics were fabricated by sintering at above $900^{\circ}C$ in $H_2$(5%)/Ar reductive ambient. SMO polycrystals showed good ferromagnetic properties andmagnetrotesistqnce ratios of about 15 % at 8K and 3 % at room temperature. Amorphous SFMO thin films were deposited on $LaA1O_3$ and $SrTiO_3$ single crystal substrates using rf sputtering method with the SFMO polycrystalline ceramic target. Double-ordered perovskite polycrystalline SFMO thin films were fabricated by solid state crystallization by annealing the deposited amorphous films at above $680^{\circ}C$ in $H_2$(5%)/Ar reductive ambient. SFMO thin films exhibited ferromagnetic behavior. Their magnetroresistance ratios, however, were only 0.3~0.5% at 8K and disappeared with increasing the measuring temperature. This was attributed to the absence of magnetic spin tunneling between grains due to the porous structure and non-stoichiometric composition of the deposited films.

소결체와 스퍼터링법으로 제조된 박막의 초거대자기저항현상에 관한 연구

$H_2$(5%)/Ar의 환원분위기에서 $900^{\circ}C$ 이상의 온도로 소결함으로써 화학양론적인 조성비를 만족하면서 이중 페롭스카이트 구조를 갖는 $Sr_2FeMoO_6$ (SFMO) 소결체를 제조하였다. SFMO 소결체는 우수한 강자성 특성을 나타내었고 8K에서 15%와 상온에서 3% 정도의 자기저항비를 나타내었다. 이 SFMO 소결체를 타겟으로하여 스퍼터링법으로와의 단결정 기판 위에 비정질 SFMO 박막을 증착한 후, 적절한 H$_2$(5%)/Ar의 환원분위기, $680^{\circ}C$ 이상) 열처리 조건의 고상결정법으로 이중 페롭스카이트 구조의 다결정 SFMO 박막을 제조하였다. 이 SFMO 박막은 강자성 특성을 잘 나타내었으나, 자기저항 특성은 상온에서는 나타나지 않았고 8K에서 약 0.3-0.5%의 자기저항비를 나타내었다. 이와같이 박막의 경우 자기저항 특성이 떨어지는 이유는 제조된 SFMO 박막이 화학양론비를 만족하지 못하고 조직의 치밀도가 떨어져서 결정립 사이에서 발생하는 자기스핀 터널링이 제대로 발생하지 못하였기 때문이라 생각되었다.