• 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.

• 한국자기학회지
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• 제20권2호
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• pp.35-40
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• 2010

NiFe/Cu/NiFe/IrMn 스핀밸브 박막소자에 대해 자화 용이축에 의존하는 형상 자기이방성을 조사하였다. Ta(5 nm)/NiFe(8 nm)/Cu(2.3 nm)/NiFe(4 nm)/IrMn(8 nm)/Ta(2.5 nm) 다층박막을 증착할 때 350 Oe의 자기장으로 인가한 자화 용이축을 폭 방향 또는 길이 방향으로 설정하여 $1\;{\mu}m\;{\times}\;18\;{\mu}m$의 소자를 제작하였다. 2단자 방법으로 소자의 자기저항 곡선으로부터 자장감응도를 측정하고 자화 용이축에 따른 형상 자기이방성을 비교하였다. 측정한 소자 길이 방향의 센싱전류와 고정층의 자화 용이축이 소자 폭방향 각도가 GMR-SV 소자를 바이오센서로 활용하는데 중요한 요인임을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제23권3호
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• pp.98-103
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• 2013

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중 거대자기저항-스핀밸브(GMR-SV) 박막의 진공 후열처리 온도의존성을 조사하여 강자성층 자화용이축을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축에 의존하는 이중 스핀밸브 박막의 자기저항곡선은 외부자기장 각도를 다르게 하면서 측정하였다. 열처리온도가 $105^{\circ}C$일 때, $0^{\circ}$와 $90^{\circ}$ 사이 임의 측정 각도에서 약 2.0 %/Oe인 자장감응도 특성을 얻었다. 이러한 결과는 면상 강자성층과 자유층을 면상에서 서로 직교한 자화방향 유도를 통하여 이중구조 GMR-SV 박막이 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다.

• 한국자기학회지
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• 제12권2호
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• pp.64-67
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• 2002

속박층 (pinning layer) IrMn를 사용한 Ta/NiFe/IrMn/CoFe/Cu/CoFe/NiFe/Ta 구조의 스핀밸브 박막 (SV; spin valve)을 산화층이 코팅된 Si(111) 기판에 dc 마그네트론 스퍼터링 방법으로 상온에서 제작하였다. 이 SV에 대하여 교환결합자기장 (H$_{ex}$; exchange coupling field), 자기저항 (MR; magnetoresistance)비 및 보자력 (H$_{c}$ coercivity)의 열처리 순환수와 온도 의존성을 조사하였다. 증착조건과 후열처리 조건을 최적화 함으로써 MR비 3.6%, 피속박층의 H$_{ex}$ 11800 Oe을 얻었다. H$_{ex}$는 열처리 순환횟수가 2 이후에 일정한 값을 유지하여 열적으로 안정성을 갖는 것을 확인하였다. H$_{ex}$는 24$0^{\circ}C$ 까지는 600 Oe를 유지하다가 점점 감소하여 27$0^{\circ}C$에 0이 되었다.

• 한국자기학회지
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• 제17권4호
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• pp.156-161
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• 2007

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.

• 한국자기학회지
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• 제17권1호
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• pp.22-25
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• 2007

본 연구에서는 하지층으로 Mo을 사용한 스핀밸브구조에서 반강자성체 IrMn의 두께 변화에 따른 자기적 특성을 연구하였다. 사용된 스핀밸브는 Si기판/$SiO_2/Mo(17\;{\AA})NiFe(21\;{\AA})/CoFe(28\;{\AA})/Cu(22\;{\AA})/CoFe(18\;{\AA})/IrMn(t\;{\AA})/Ta(25\;{\AA})$ 구조이다. Mo 박막의 비저항은 $600^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$ 열처리 후 급격히 증가하였다. 반강자성체인 IrMn의 두께 변화(130 ${\AA}$까지)에 따른 자기저항비와 교환결합력을 측정하였다. IrMn의 두께가 65 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 9.65%와 337.5 Oe로 최고값을 나타냈다. 그러나 두께를 더욱 증가시킨 97.5 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 8.2%와 285 Oe로 감소하였으며, IrMn의 두께가 130 ${\AA}$ 일때 자기저항비와 교환결합력은 더욱 감소한 7.65%와 257.5 Oe이었다.

• 한국자기학회지
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• 제23권6호
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• pp.193-199
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• 2013

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중구조 GMR-SV 박막의 열처리 조건에 의존하는 자기등방성 영역분포 특성을 조사하였다. 진공 챔버내에서 이중구조 GMR-SV 박막을 후열처리 온도를 조절하여 면상에서 강자성체 층의 자화용이축 회전을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축 방향에 의존하는 이중구조 GMR-SV 박막의 자기저항곡선은 외부자기장의 각도를 $0^{\circ}$에서 $360^{\circ}$까지 변화시킨 후 외부자기장의 세기에 따라서 측정하였다. 후열처리 온도가 $107^{\circ}C$일 때, 외부자기장의 방향이 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 영역에서 자장감응도가 약 1.52 %/Oe인 자기등방성 특성을 보였다. 이러한 특성은 고정층과 자유층을 형성하는 강자성층들이 면상에서 서로 직교한 결과임을 나타내며, 자기등방성 GMR-SV 박막 소자는 임의 방향으로 자화된 마이크로 자성비드를 검출할 수 있는 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다.

• 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.

• 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.

• Journal of Magnetics
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• 제5권3호
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• pp.90-98
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• 2000

The change in the magnetic properties of a spin-valve multilayer with the structure IrMn (9 m)/CoFe (4 nm)/Cu (2.6 nm)/CoFe (2 nm)/NiEe (6 nm) is investigated as a function of the size and the aspect ratio. At a fixed aspect ratio (the length/width ratio) of 2, the magnetostatic interactions begin to affect the magnetic properties substantially at a spin-valve length of 5 $\mum$, and, at a length of 1 $\mum$, they become even more dominant. In the case of a fixed multilayer size (2.4 $\mum$) which is indicated by the sum of the length and the width, magnetization change occurs by continuous spin-reversal and M-H loops are characterized by no or very small hysteresis at aspect ratios smaller than unity, At aspect ratios greater than unity, magnetization change occurs by spin-flip resulting in squared hysteresis loops. A very large changes in the coercivity and the bias field is observed, and these results are explained by two separate contributions to the total magnetostatic interactions: the coercivity by the self-demagnetizing field and the bias field by the interlayer magnetostatic interaction field.