• 제목/요약/키워드: IrMn

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IrMn 스핀밸브 박막소자의 폭 크기에 의존하는 자장감응도 (Magnetic Sensitivity Depending on Width of IrMn Spin Valve Film Device)

  • 최종구;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.41-44
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    • 2010
  • NiFe/Cu/NiFe/IrMn 스핀밸브 박막에 대해 Cu의 두께에 의존하는 자장감응도를 조사하였다. Ta(5 nm)/NiFe(8 nm)/Cu(3.5 nm)/NiFe(4 nm)/IrMn(8 nm)/Ta(2.5 nm) 다층박막 구조에 대해 측정한 Minor 자기저항 곡선에서 자기저항비, 자장감응도, 보자력, 층간상호교환결합력은 각각 1.46 %, 2.0 %/Oe, 2.6 Oe, 0.1 Oe 이었다. 광 리소그래피 공정으로 제작한 10가지 다른 폭 크기와 $4.45\;{\mu}m$의 길이를 갖는 GMR-SV 소자의 자장감응도는 폭 크기가 $10\;{\mu}m$에서 $1\;{\mu}m$까지 작아짐에 따라 0.3 %/Oe에서 0.06 %/Oe로 감소하였다.

Pt Thickness Dependence of Oscillatory Interlayer Exchange Coupling in [CoFe/Pt/CoFe]/IrMn Multilayers with Perpendicular Anisotropy

  • Lee, Sang-Suk;Choi, Jong-Gu;Kim, Sun-Wook;Hwang, Do-Guwn;Rhee, Jang-Roh
    • Journal of Magnetics
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    • 제10권2호
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    • pp.44-47
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    • 2005
  • The oscillatory interlayer exchange coupling (IEC) has been shown in pinned $[CoFe/Pt(t_{pt})/CoFe]/IrMn$ multi-layers with perpendicular anisotropy. The period of oscillation corresponds to about 2 monolayers of Pt. The oscillatory behavior of IEC depending on the nonmagnetic metallic Pt thickness is thought to be related the antiferromagnetic ordering induced by IrMn layer. Oscillatory IEC as function of insulating NiO thickness has been observed in $[Pt/CoFe]_4/NiO(t_{NiO})/[CoFe/Pt]_4$ multilayers. The effect of N (number of bilayer repeats) upon the magnetic property of [Pt/CoFe]N/IrMn is also studied.

Exchange Anisotropy of Polycrystalline Ferromagnetic/Antiferromagnetic Bilayers

  • Tsunoda, Masakiyo;Takahashi, Migaku
    • Journal of Magnetics
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    • 제7권3호
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    • pp.80-93
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    • 2002
  • The role of magnetic anisotropy of the antiferromagnetic layer on the magnetization process of exchange coupled polycrystalline ferromagnetidantiferromagnetic bilayers is discussed. In order to elucidate the magnetic torque response of Ni-Fe/Mn-Ir bilayers, the single spin ensemble model is newly introduced, taking into account the two-dimensionally random distribution of the magnetic anisotropy axes of the antiferromagnetic grains. The mechanism of the reversible inducement of the exchange anisotropy along desirable directions by field cooling procedure is successfully explained with the new model. Unidirectional anisotropy constant, J$k$, of polycrystalline Ni-Fe/Mn-Ir and Co-Fe/Mn-Ir bilayers is investigated as functions of the chemical composition of both the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer. The effects of microstructure and surface modification of the antiferromagnetic layer on JK are also discussed. As a notable result, an extra large value of J$k$, which exceeds 0.5 erg/cm$^2$, is obtained for $Co_{70}Fe_{30}Mn_{75}Ir_{25}$ bilayer with the ultra-thin (50${\AA}$∼100${\AA}$) Mn-Ir layer. The exchange anisotropy of $Co_{70}Fe_{30}$ 40 ${\AA}/Mn_{75}Ir_{25}$ 100 ${\AA}$ bilayer is stable for thermal annealing up to $400{^{\circ}C}$, which is sufficiently high for the application of spin valve magnetoresistive devices.

상부와 하부 IrMn층을 갖는 단일구조 및 이중구조 거대자기저항-스핀밸브 다층박막의 자기적 특성 비교 분석 (Magnetoresistance of Single-type and Dual-type GMR-SV Multilayer Thin Films with Top and Bottom IrMn Layer)

  • 최종구;김수희;최상헌;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.115-122
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    • 2017
  • 반강자성체인 IrMn 박막이 삽입된 4가지 다른 유형으로 GMR-SV 다층박막을 Corning glass 위에 이온빔 증착 시스템과 DC 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 제조하였다. 모든 박막시료는 진공 열처리 후 측정한 major 및 minor 자기저항(MR) 곡선으로부터 자기적 특성을 조사하였다. IrMn 박막이 삽입된 상부층의 이중구조(dual-type structure) GMR-SV 다층박막에서 고정층의 교환결합력($H_{ex}$)과 보자력($H_c$), 자유층의 보자력과 상호교환결합력($H_{int}$)은 각각 410 Oe, 60 Oe, 1.6 Oe, 7.0 Oe이었다. 2개의 자유층에 의한 히스테리시스 곡선은 안정된 사각비를 형성하였으며, 자기저항비(MR(%))는 3.7 %와 5.0 %의 합으로 8.7 %이었다. 그리고 평균 자장민감도(MS)가 2.0 %/Oe을 유지하고 있었다. 반면에 IrMn 박막이 삽입된 하부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막의 자기적 특성은 IrMn 박막이 삽입된 상부층의 단일구조와 이중구조 GMR-SV 다층박막보다 훨씬 저하하게 나타내었다. 이중구조 GMR-SV 다층박막의 강자성체인 고정층과 자유층의 자화 스핀배열을 서로 반평행 상태에서 독립적인 이중 스핀 의존산란(Spin-dependent Scattering) 효과에 의해 MR은 최대값을 나타내었다.

Mn $oxide/IrO_2/Ti$ 전극의 전기전도도 특성 (Characteristics of electrical conductivity in Mn $oxide/IrO_2/Ti$ electrode)

  • 김봉서;이동윤;이희웅;정원섭
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.1
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    • pp.485-488
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    • 2004
  • 1M, 2M 황산망간 수용액에서 25회 dipping하여 대기중 $450^{\circ}C$에서 1시간동안 열분해법으로 Mn 산화물을 형성시켜 Mn $oxide/IrO_2/Ti$ 전극을 제조하였다. 제조된 Mn $oxide/IrO_2/Ti$ 전극은 XRD를 통하여 MnO의 결정구조를 가지는 것을 확인하였다. 또한 전극 표면은 열분해법으로 발생하는 가스에 의해 미소 균열이 형성되어 있었다. dipping 횟수가 증가할수록 피복되는 Mn 산화물의 무게는 감소하였고, 이것은 $450^{\circ}C$에서의 계속적인 열처리에 의해 열분해되어 제거되는 가스로 인해 무게가 감소됨을 알 수 있었다. 황산망간 수용액의 농도가 높으면 형성되는 Mn 산화물의 무게도 증가하였다. 황산망간 수용액에서 25회까지 dipping을 한 후 전기비저항의 변화는 초기 Mn 산화물이 형성되는 경우에는 비저항이 증가하다가, 일정 횟수 이상에서는 감소함을 알 수 있었다. 또한 황산망간 수용액의 농도가 클수록 비저항이 증가하는 것으로 나타났다.

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강자성 공명법을 이용한 CoFe/MnIr 박막의 교환 결합 에너지 분석 (Analysis of Exchange Coupling Energy by Ferromagnetic Resonance Method in CoFe/MnIr Bilayers)

  • 김동영
    • 한국자기학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.204-209
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    • 2012
  • 본 연구에서는 CoFe/MnIr 이중층 구조의 계면에 존재하는 비상보성 반강자성(AF) 스핀들에 의한 교환 결합 에너지 특성을 강자성 공명(FMR) 측정법을 이용하여 분석하였다. MnIr의 두께가 $t_{AF}$= 0, 3 및 10 nm 재료를 열처리한 한 후 이들 재료의 FMR 신호를 측정하였으며, $t_{AF}$= 0 nm 재료를 기준으로 하여 $t_{AF}$= 3 및 10 nm 재료의 교환 바이어스 자기장($H_{ex}$)과 회전 이방성 자기장($H_{ra}$)을 도출하였다. $300^{\circ}C$에서 열처리한 재료의 경우, $H_{ex}$$H_{ra}$의 합은 MnIr의 임계 두께에 무관하게 동일한 값을 보이는데, 이는 비상보성 AF 스핀들이 모두 한 방향으로 정열 되었음을 의미한다. 이들 결과로부터 비상보성 AF 스핀들 중에서 일부분은 CoFe/MnIr의 계면에 고정되어 $H_{ex}$로 발현되어 나타나고, 나머지 부분은 자기장의 방향에 따라서 회전하므로 $H_{ra}$로 발현되고 있음을 알 수 있었다. 따라서 교환 결합 에너지는 교환 바이어스 에너지 및 회전 이방성 에너지의 합으로 표현될 수 있음을 보였다.

IrMn 교환결합층을 갖는 스핀밸브막에서의 열적안정성과 자구구조 관찰 (Thermal Stability and Domain Structure in Spin Valve Films with IrMn Exchange Biased Layers)

  • 이병선;정정규;이찬규;구본흔;야스노리 하야시
    • 한국재료학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.94-100
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    • 2004
  • We have investigated the magnetic domain structure and the thermal stability of magnetotransport properties of IrMn biased spin-valves containing Co, CoFe and NiFe. The magnetic domain structures were imaged using a magneto-optical indicator film(MOIF) technique. To investigate the thermal stability, magnetoresistance(MR) was measured at annealing temperature(TANN) and room temperature($T_{RT}$) followed by the annealing. Domain imaging reveal that the increase of annealing temperature led to changes in the exchange coupling between the two ferromagnet(FM) layers through nonmagnetic layer rather than between FM and antiferromagnet. unlike the NiFe biased IrMn spin valve with large domains, MOIF pictures of Co and CoFe biased IrMn spin valve structures show the formation of many small microdomains. The magnetic structure, as revealed by the domain images, appeared unchanged while the MR dropped dramatically. From the combined giant magnetoresistance(GMR) and MOIF results, it was apparent that the decrease of MR ratio was not related to the spin valve magnetic structure up to about $350^{\circ}C$($T_{RT}$ ).