• 제목/요약/키워드: IrMn 스핀밸브 박막

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Top형 스핀밸브 구조의 Si 기판에서의 하지층 두께에 따른 자기저항 특성 연구 (Dependence of Magnetoresistance on the Underlayer Thickness for Top-type Spin Valve)

  • 고훈;김상윤;김수인;이창우;김지원;조순철
    • 한국자기학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.95-98
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    • 2007
  • 본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si 기판/Mo(MoN)$(t{\AA})/NiFe(21{\AA})/CoFe(28{\AA})/Cu(22{\AA})/CoFe(18{\AA})/IrMn(65{\AA})/Ta(25{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si 기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. Mo 박막에 비해 MoN 박막의 질소량이 증가할수록 증착률은 감소하였고, 비저항은 증가하였다. MoN 하지층을 사용한 경우 Mo의 경우보다 하지층 두께 변화($51{\AA}$까지)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 2.86% 이었고, $200^{\circ}C$ 열처리 때 2.91 %로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 2.91 %에서 2.16%로 감소하였다. 질소 유입량이 1 sccm인 MoN의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 5.27%, $200^{\circ}C$일때 5.56%증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가시키면 자기저항비는 5.56%에서 4.9%로 감소하였다.

MoN 하지층을 이용한 스핀밸브의 자기저항 특성 (Magnetoresistance Properties of Spin Valves Using MoN Underlayer)

  • 김지원;조순철;김상윤;고훈;이창우
    • 한국자기학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.240-244
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    • 2006
  • 본 연구에서는 하지층으로 사용한 Mo(MoN)의 두께 변화에 따른 스핀밸브 구조의 자기적 특성과 열처리 결과를 비교 검토하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(MoN)(t{\AA})/NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(65\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. 또한 본 연구에서는 MoN 하지층을 Si기판에 증착하여 열처리후 특성을 분석하였다. MoN 박막의 질소량이 증가(5 sccm까지)할수록 비저항은 증가하였다. $600^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XRD 결과를 보면 Si/Mo(MoN) 박막에서 규소화합물을 발견할 수 없었다. MoN을 하지층으로 사용할 경우 $300^{\circ}C$에서 열처리 후 측정한 XPS 결과를 보면 질소 유입량이 5 sccm인 경우가 질소 유입량이 1 sccm인 경우보다 안정적임을 알았다. Mo(MoN) 하지층을 사용한 경우 하지층 두께 변화($45{\AA}$)에 따라 자기저항비와 교환결합력의 변화는 소폭이었다. Mo 하지층의 열처리 온도별 자기저항비는 열처리 전 상온에서 7.0%이었고, $220^{\circ}C$ 열처리 때 7.5%로 증가하였다. 이후 열처리 온도를 $300^{\circ}C$까지 증가 시키면 자기저항비는 7.5%에서 3.5%로 감소하였고, 질소유입량이 변화(5 sccm까지)하여도 유사한 경향을 보였다.

3중박막 NiFe/IrMn/CoFe에서 Mn 함유량에 의존하는 교환결합세기 (Exchange coupling field of NiFe/IrMn/CoFe trilayer depending on Mn composition)

  • 김보경;이진용;함상희;김순섭;이상석;황도근;김선욱;이장로
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2003년도 하계학술연구발표회 및 한.일 공동심포지엄
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    • pp.130-131
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    • 2003
  • Mn 합금형태의 반강자성체 물질인 IrMn은 열처리 전과 후에 교환결합세기를 400 Oe 이상 쉽게 얻을 수 있다. IrMn 스핀밸브나 터널링 접합 소자는 높은 교환 결합세기와 우수한 열적안정성으로 인하여 자기센서로서 실용화하기에 이르렀다. Mn이 계면의 이웃층으로 확산이 왕성하므로 자성층의 종류에 따라 교환결합세기의 변화에 심각한 영향을 주게 된다. 더욱이 열처리시에 일어나는 Mn 확산 및 이동을 통해 이웃층의 계면 손상과 자기 수송 특성을 완화 내지 손상시키는 중요한 요인으로 밝혀져 있다. 열처리 전과 후에 따른 자기적 특성의 변화가 비교적 큰 IrMn에서 Mn 성분에 따른 fcc 결정성 및 교환결합세기의 변화를 상세히 관찰함으로서 Mn 확산에 의한 반자성층의 Mn 결핍 또는 상변화를 극-초박막 Mn층 삽입으로 보상효과를 이용하여 교환결합세기 강화 및 열적안정성을 향상시킨 실험결과를 소개한다.

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평면홀 효과를 이용한 자기 바이오센서 (Magnetic Bio-Sensor Using Planar Hall Effect)

  • 오선종;트란쾅흥;아난다쿠말;김철기;김동영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.421-426
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    • 2008
  • 스핀밸브 GMR(giant magnetoresistance) 구조를 갖는 Ta/NiFe/CoFe/Cu/NiFe/IrMn/Ta재료의 자유층에 의한 PHR (planar hall resistance) 특성을 이용한 자기 바이오센서를 제작하였다. PHR 소자는 사진식각 및 건식에칭 공정을 통하여 마이크로 사이즈로 제작되었다. 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드가 있는 경우와 자기비드가 없는 경우 자기장의 세기에 다른 PHR 신호를 측정하였으며, 직경이 $2.8\;{\mu}m$인 단일 자기비드 측정에 성공하였다. 따라서 본 연구에서 제작한 PHR센서는 자기비드 입자의 유무에 따른 출력 특성의 차이를 이용하여 단일 자기비드 측정이 가능한 고분해능 자기 바이오센서에 응용될 수 있다.

스핀밸브 박막에서 교환바이어스의 자유층 NiFe 두께의존성과 열적 효과 (Exchange bias dependence on NiFe thickness of free layer and its thermal effect)

  • Y.K. Hu;S.M. Yoon;J.J. Lim;Kim, C.G.;Kim, C.O.
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.229-229
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    • 2003
  • Enhancement of the exchange bias and optimization of the structure have been the focus that many researchers studied, recently [1]. In this report, magnetic properties of MTJs with structure of Si/Ta (5)/Cu (10)/ Ta (5)/ Ni$\sub$80/Fe$\sub$20/ Cu (5)/ Mn$\sub$75Ir$\sub$25/ (10)/ Co$\sub$70/Fe$\sub$30/ (2.5)/ Al-O (1.5)/ Co$\sub$70/Fe$\sub$30/ (2.5)/ Ni$\sub$80/Fe$\sub$20/ (t)/ Ta (5) (t=0,10, 30, 60 and 100 nm, respectively) were investigated. The relationship between the structure and magnetic parameters of interfacial exchange coupling and interlayer coupling in as-deposited and annealed junctions was studied. The temperature dependence of exchange coupling was considered.

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