• 한국자기학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.222-232
• /
• 1995

자기저항이란 외부 자기장에 의해 재료의 전기저항이 변화되는 현상을 일컫는다. Au와 같은 비자성도체 및 반도체 재료의 경우 외부에서 자기장이 가해지면 전도 전자가 Lorentz 힘을 받아 궤적이 변하므로 저항이 변화한다. 이러한 저항 변화 를 정상 자기저항(Ordinary Magnetoresistance, OMR)이라 하며 일반적으로 상당히 작은 저항의 변화를 나타낸다. 강자성도체 재료에서는 정상 자기저항 효과 외에도 부가적인 효과가 생긴다. 이는 스핀-궤도 결합에 기인한 효과로써 자기 저항은 강자성체의 자화용이축, 외부자계와 잔류간의 각도에 의존하며 이방성 자기저항(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)이라 한다. AMR 비(%)는 일반적 으로 다음과 같이 정의된다. 즉 ${\Delta}{\rho}_{AMR}/{\rho}_{ave}=(\rho_{\|}-\rho_{T})/{\rho}_{ave}$로 여기서 $\rho_{\|}$는 자기장의 방향이 전류의 방향과 같을 때의 비저항 이고 $\rho_{T}$는 서로 수직일 때이며 ${\rho}_{ave}=(\rho_{\|}-\rho_{T})/3$이다. 기존의 MR 센서나 자기재생헤드(magnetic read head)에 사용되는 퍼머로이계 합금의 AMR 비는 상온에서 약 2% 정도의 저항변화를 보인다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
• /
• pp.60-61
• /
• 2002

현재 Magnetic Tunnel Junction는 고밀도 자기저항 헤드 및 비휘발성 메모리(MRAM)등의 자기저항 특성을 이용한 소자에 응용하기 위해 많은 연구가 진행되고 있다[1]. 하지만 Magnetic Tunnel Junction(MTJ)을 실제 소자로서 제작하여 사용하기 위해서는 smooth하고 pinhole이 없으며, 절연층 내부에 disorder나 defect가 없는 절연층을 형성해야 한다. (중략)

• 한국자기학회지
• /
• 제2권3호
• /
• pp.282-290
• /
• 1992

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 1993년도 추계연구발표회 논문개요집
• /
• pp.102-103
• /
• 1993

• 세라미스트
• /
• 제2권4호
• /
• pp.35-46
• /
• 1999

GMR 재료의 응용은 매우 광범위하며 크게 세 분야로 대별할 수 있다. 첫째는 자기 재생 헤드로서 $10Gbit/in^2$ 이상의 고밀도 자기기록 기술에서는 필수 불가결한 재료이다. 둘째는 다양한 분야에 응용될 고감도 자기센서 분야이며, 셋째는 집접화된 자기저항메모리(MRAM) 분야이다. GMR 센서를 사용한 자기헤드는 이미 시판되고 있고 기존의 AMR 재료인 퍼멀로이에 비하여 3~20배 이상으로 신호준위가 크고 사용온도 범위에서 선형성 및 열적안정성도 우수한 것으로 보고되고 있다. MRAM의 경우에는 스핀밸브 GMR 및 TMR 소자를 사용한 연구가 한창 진행중이다. GMR 현상은 발견 된지 고작 10년 밖에 되지 않았으나 GMR 자기센서는 이미 상업적으로 개발되어 응용되고 있다. 이러한 실질적인 응용에 유리한 고지를 선점하고 있는 것은 이방성결합형 스핀밸브 다층박막 구조로서 그 내구성과 특성 향상을 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다. GMR현상의 발견은 자성재료분야 연구 및 응용에 있어 새로운 전기를 마련하였으며 특히 자성과 이동현상이 연계된 분야로서 소위 "Magneto-electronics" 또는 "Spintronics" 라는 [51] 새로운 미래기술의 장이 열리고 있다. 현재의 반도체 중심의 "Microelectronics" 기술에서는 전자와 전자공공을 이용하는 기술이라면 "Magneto-electronics" 기술에서는 스핀${\uparrow}$ 및 스핀${\downarrow}$의 두 종류의 전자를 이용하게 된다. 자성체와 도체를 접목한 스핀 트랜지스터 또는 자성체와 반도체를 접목한 스핀-polarized FET(field effect transistor) 등의 새로운 개념의 magnetoelectronics 소자가 창출되고 있다. 따라서 자기이동 현상의 기초 연구, 재료 측면의 연구 및 헤드, MRAM, 센서 등의 응용기술연구가 국내에서 활발하게 이루어져 21세기 새로운 자성전자(magneto-electronics)소자 응용에 경쟁력을 키워야 할 것이다.

• 한국자기학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.231-240
• /
• 1998

고밀도 자성박막헤드 및 센서용 3층 자기저항소자의 제작 및 재생신호특성에 대해 연구하였다. 컴퓨터계산모형에 의해 설계된 3층 자기저항소자의 자기저항곡선은 외부자장 -15~+22 Oe 이상에서 포화되었으며, 이 곡선은 약 4 Oe 정도 선형화영역으로 이동되었다. 실제 제작된 소자에서 자기저항곡선은 외부자장 $\pm$15 Oe 이상에서 포화되었으며, tyjs형화 영역으로 4 Oe 만큼 이동되었다. 실제소자와 계산모형에서의 MR 반응곡선은 서로 잘 일치함을 보였다. 또한 실제소자에서 재생출력신호의 실험결과는 외부자장 $\pm$4 Oe 범위 내에서 정현파를 유지하였다. 이 자장 범위 내에서 3층 자기저항소자로 제작된 헤드는 양호한 재생출력특성을 나타낼 것으로 판단된다. 이는 박막물성을 제어하는 진공증착기술과 소자제작의 효율적인 제조공정으로 사용하는데 유익할 것이다.

• 한국진공학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.67-76
• /
• 1995

자기저항헤드용 Ni-Fe-Co/Cu/Ni-Fe-Co/Fe-Mn 다층박막에서 자기적 성질과 전기적 성질에 관하여 조사하였다. 저 포화자계에서 고 자기저항을 나타내는 스핀 밸브형 다층박막을 제작하기 위하여 Borond이 도핑된 p-type Si(100)기판위에 Ni-Fe-Co 단층박막과 Si/Ni-Fe-Co/Cu/Ni-FeCo, Si/Ni-Fe-Co/Fe-Mn 구조의 다층막을 제작하여 자기적 특성을 조사하였다. Ni-Fe-Co 단층박막의 자기적 특성은 고정된 아르곤 분압에서 박막의 두께 등에 의존성이 있는 것으로 나타났다. 또한 Si/Ni-Fe-Co($70AA$)/Fe-Mn 구조에서 Ni-Fe-Co와 Fe-Mn 계면에서의 두 자성층의 이방성 차이에 의해서 발생되어지는 교환자기이방성이 존재하였으며, 교환자기이방성자계값은 Fe-Mn 두께가 $150\AA$일 때 가장 큰 값을 나타내었다. Ni-Fe-Co texture와 교환자기이방성자계값은 Fe-Mn 두께가 $150\AA$일 때 가장 큰 값을 나타내었다. Ni-Fe-Co texture와 교환자기이방성자계값의 의존성을 알아보기 위하여 Ti, Cu를 바닥층으로 사용하였다. Ti을 바닥층으로 사용하였을 경우, 교환자기이방성자계값은 23.5 Oe 정도의 가장 큰 값을 나타내었다. XRD 분석결과, Ti 바닥층이 Cu 바닥층이나, 바닥층이 없는 경우와 비교하여 성막된 Ni-Fe-Co 자성층의 강한 fcc(111) texture를 형성하는 것으로 나타났다. 각각의 단층박막과 다층박막에서의 자기적 특성을 측정한 후, Si/Ti($50\AA$)/Ni-Fe-Co($70\AA$)/Cu($23\AA$)/Ni-Fe-Co($70\AA$)/Fe-Mn(150$\AA$)/Cu(50$\AA$)의 스핀밸브구조를 갖는 다층박막을 제작하였으며, 11 Oe의 낮은 포화자계값에서 4.1%의 고 자기저항값을 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제24권2호
• /
• pp.311-318
• /
• 2000

Several factors which influence baseline instability (BLI) phenomenon in MR drive were investigated experimentally. In particular, the role of surface topography on BLI was studied in detail. The r esults show that BLI is linearly proportional to the surface waviness with a spatial wavelength of 0.4 to 5.0 min. BLI becomes worse as the surface waviness increases. On the other hand, surface roughness which has a spatial wavelength below 25 $\mu$ m has no effect on BLI. The results further show that the effect of bias current on the BLI is amplified on the disk with worse surface waviness. The disk surface waviness is dependent on the manufacturing process and becomes an inherent surface property of media. The disk surface waviness. therefore, can not be overlooked when evaluating the media for a high-performance hard disk drive. In general, waviness is reduced mainly during grinding and polishing process during manufacturing.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.322-327
• /
• 2003

초고밀도 자기기록 reading head로 사용되고 있는 거대자기저항(GMR, Giant Magnetoresistance) NiO 다층박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨후, 형성된 산화층과 잔류응력 변화에 따른 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. $NiO(60nm)/Ni_{81}Fe_{19}(5nm)/Co(0.7nm)/Cu(2nm)/Co(0.7nm)/Ni_{81}Fe_{19}(7nm)$의 구조를 갖는 다층박막을 공기중에서 약 80일간 자연산화 시켰을 때, 자기저항비(MR)와 교환결합력$(H_{ex})$이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항(P) 값은 $28{\mu}{\Omega}m$로 감소하였지만 박막의 비저항 값의 변화량$({\Delta}p)$는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 aging시간에 따른 비저항 값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 표면산화에 따라 전도전자의 반사율증가에 의한 것으로 사료된다. 또한 교환결합력의 증가는 반강자성체/자성체 박막사이 계면에서 발생한 잔류응력이 aging시간이 경과함에 따라 감소하여 특성이 강화된 것으로 생각된다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
• /
• pp.30-31
• /
• 2002

100 Gbit/in$^2$ 이상의 자기기록밀도를 달성하기 위해서는 재생헤드로 사용되고 있는 스핀밸브의 자기저항비가 10% 이상을 가지면서 열적 특성이 우수해야 한다. 현재까지 연구되어진 스핀밸브 구조 중 NiO([,2,3], $\alpha$-Fe$_2$O$_3$[4]등의 산화물 반강자성 층을 사용한 스핀밸브의 경우 기본 스핀밸브 구조를 사용하고도 이미 20% 이상의 자기저항비를 달성하였다. 이러한 높은 자기저항비는 절연층인 산화물 반강자성층과 금속 자성층 계면에서 일어나는 전자의 스펙큘라 반사(specular reflection)로부터 기인한다고 보고하고 있다.[2] (중략)