• 제목/요약/키워드: free layer CoFe

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Synthetic antiferromagnet CoFe/Ru/CoFe/FeMn을 이용한 스핀 밸브 구조의 interlayer coupling field (Interlayer Coupling Field in Spin Valves with CoEe/Ru/CoFe/FeMn Synthetic Antiferromagnet)

  • 김광윤;신경호;김희중;장성호;강탁
    • 한국자기학회지
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    • 제10권5호
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    • pp.203-209
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    • 2000
  • Synthetic antiferromagnet CoFe/Ru/CoFe/FeMn을 사용하고 자유층으로 NiFe/CoFe 이중 층을 사용한 top스핀밸브 구조를 dc magnetron 방식으로 제조하여, 자유층과 구속층의 두께변화에 따른 자기적 특성과 interlayer coupling field티 변화를 조사하였다 Si/Ta(50 $\AA$)/NiFe(x $\AA$)/CoFe(y $\AA$)/Cu(26 $\AA$)/CoFe(30 $\AA$)/Ri(7 $\AA$)/CoFe(15 $\AA$)/FeMn(100 $\AA$)/Ta(50 $\AA$) top synthetic 스핀밸브 시료에서 자유층의 두께 감소에 따른 interlayer coupling field를 조사한 결과 interlayer coupling field가 증가하였으며, 이것은 Neel 모델에 의한 정자기 교환결합에 기인하는 것으로 설명하였다. Top synthetic 스핀 밸브에서 Cu에 인접한 자성층(Pl)과 FeMn에 인접한 자성층(P2) 두께 차이에 따른 interlayer coupling field 의 의존성을 조사한 결과 $t_{P1}$> $t^{P2}$ 일 경우 interlayer coupling field(층간 교환 결합력 세기)는 기존 스핀 밸브에서 적용한 Kools이 제시한 modified Nel 모델에 잘 부합되나, $t_{P1}$ $\leq$ $t_{P2}$ 인 경우 모델과 부합되지 않음으로 새로운 모델이 필요함을 확인하였다 Cu 두께에 변화에 따른 층간 교환 결합력 세기 의존성을 조사한 결과 Cu 두께를 32 $\AA$으로 증가시 층간 교환결합력 세기는 10 Oe 이하로 감소하였다.감소하였다.다.

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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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Uniaxial Magnetic Anistotropy of a NiO-Spin Valve Device

  • Lee, Won-Hyung;Hwang, Do-Guwn;Lee, Sang-Suk
    • Journal of Magnetics
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    • 제14권1호
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    • pp.18-22
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    • 2009
  • The shape anisotropy effect of a giant magnetoresistance-spin valves (GMR-SV) device with a glass/NiO/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe layered structure for use in the detection of magnetic property of molecules within a cell was investigated. The patterned device was given uniaxial anisotropy during the sputtering deposition and vacuum post-annealing, which was performed at $200^{\circ}C$ under a 300 Oe magnetic field. The pattern size of the device, which was prepared through the photolithography process, was $2{\times}15\;{\mu}m^2$. The experimental results confirmed that the best design for a GMR-SV device to be used as a biosensor is to have both the axis sensing current and the easy axis of the pinned NiO/NiFe/CoFe triple layer oriented in the direction of the device's width, while the easy axis of the free CoFe/NiFe bilayer should be pointed along the long axis of the device.

(NiFe/CoFe)/Cu/CoFe Spin-Valve 박막의 자기저항 특성 (Magnetoresistive of (NiFe/CoFe)/Cu/CoFe Spin-Valvec)

  • 오미영;이선영;이정미;김미양;이장로
    • 한국자기학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.265-273
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    • 1997
  • 연자성 자유자성층과 피속박자성층을 각각 2중층 Ni$_{81}$fe$_{19}$/ $Co_{90}$ Fe$_{10}$$Co_{90}$ Fe$_{10}$로 하고, 반강자성 속박층을 NiO로 하는 NiFe/CoFe/Cu/CuFe/NiO 구조를 갖는 spin-valve 박막을 sputtering 방법으로 유리기판위에 제작하고, 자기저항비(MR), 자기장감응도(field sensitivity), 반강자성층과 피속박자성층사이의 교환결합 자기장(exchange coupling field), 자유자성층과 피속박자성층사이의 층간결합자기장(interlayer coupling field) 등의 비자성 사이층 Cu 두께, 자유자성층두께, 피속박자성층 두께 및 반강자성층 두께 의존성을 조사하였다. 2중층 자유자성층에 연자성 NiFe가 20 .angs. 이상 포함됨으로써 10 Oe의 보자력을 가져 연자성특성을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다. Cu의 두께가 30 .angs. 일 때 극대 MR비를 가졌으며 두께증가에 따라 감소하는 경향을 보였다. 피속박자성층 CoFe의 두께가 35 .angs. 일 때 그대 MR비 6.3%를 나타내며 두께증가에 따라 감소하며 교환결합자기장도 CoFe 두께가 증가함에 따라 감소하였다. NiO 두께가 800 .angs. 일 때 극대 MR비를 보이며 교환결합자기장은 두께증가에 따라 50 Oe 정도로 포화되어 NiO가 반강자성 특성을 유지하기 위해서는 일정한 두께이상이 되어야 함을 알 수 있었다. 열처리온도 200 .deg. C 까지는 MR비 5.3%를 유지하다 이보다 높하지면 점점 감소하여 300 .deg. C에서도 약 3% 정도를 유지하여 열적 안정성이 향상되었다. 따라서 CoFe 합금을 사용하여 NiFe(40 .angs. )/CoFe(50 .angs. )/Cu(30 .angs. )/CoFe(35 .angs. )/NiO(800 .angs. ) 구조를 갖는 spin-valve 박막은 극대 MR비 6.3%, 유효자기장감응도 약 0.5(%/Oe)를 보여 spin-valve head 재료로 적합함을 알 수 있었다.다.다.다.

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Temperature Dependence of Exchange Coupling on Magnetic funnel Junctions

  • Hu, Yong-Kang;Kim, Cheol-Gi;Stobiecki, Tomasz;Kim, Chong-Oh;Hong, Ki-Min
    • Journal of Magnetics
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    • 제8권1호
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    • pp.32-35
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    • 2003
  • Magnetic funnel Junctions (MTJs) were fabricated on thermally oxidized Si (100) wafers using DC magnetron sputtering. The film Structures were Ta(50 ${\AA}$)/CU(100 ${\AA}$)$Ni_{80}Fe_{20}(20 $ ${\AA}$)/Cu(50 ${\AA}$)/$Mn_{75}Ir_{25}(100 $ ${\AA}$)/$Co_{70}Fe_{30}(25$ ${\AA}$)/Al-O(15 ${\AA}$)/$Co_{70}Fe_{30}(25 $ ${\AA}$)/$Ni_{80}Fe_{20}(t)/Ta(50 $ ${\AA}$), with t=0 ${\AA}$, 100 and 1000 ${\AA}$, respectively. X-ray diffraction has shown improvement of (111) texture of IrMn$_3$ and Cu by annealing. The exchange-biased energy is almost inversely proportional to temperature. The difference between the coercivity H$_c$ and the exchange biased field H$_E$ for t = 0 $_3$ sample is smaller than that for t = 1000 ${\AA}$. For the pinned layer, the decreasing rate of the coercivity with the temperature is higher compared to that of the exchange field, but variation of H$_c$ is similar to that of the exchange field for free layer.

$Ni_{25}Mn_{75}-Spin$ Valve 박막 자유층의 열처리 순환수에 따른 자기저항 특성 (Annealing Cycle Dependence of MR Properties for Free Layer in $Ni_{25}Mn_{75}-Spin$ Valve Films)

  • 이낭이;이주현;이가영;김미양;이장로;이상석;황도근
    • 한국자기학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.62-66
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    • 2000
  • 비자성사이층 Cu 두께(30 $\AA$, 35 $\AA$, 40 $\AA$)를 달리한 glass(7059)/N $i_{81}$$Fe_{19}$(70 $\AA$)/Co(10 $\AA$)/Cu(t $\AA$)/Co(15 $\AA$)/N $i_{81}$$Fe_{19}$(35 $\AA$)N $i_{25}$M $n_{75}$(250 $\AA$)Ta(50 $\AA$) 스핀밸브박막(spin valve film; SVF) 을 dc 스퍼터링으로 제작하였다 이 시편을 진공 열처리 한 후 자유자성층의 상호결합세기(interlayer coupling field; $H_{inf}$ )와 보자력(coercivity; $H_{sf}$ )에 대한 열처리 순환횟수 및 비자성층 두께 의존성에 관련한 자기저항특성을 조사했다. Cu 두께가 35 $\AA$인 SVF의 경우에 교환결합세기(exchange coupling field; $H_{ex}$)가 620 Oe, 보자력( $H_{c}$)이 280 Oe 및 자기저항(magnetoresistance; MR)비가 2.5%를 보였다. $H_{inf}$$H_{cf}$ 는 모든 SVF가 열처리 순환 횟수에 따라 증가하는 경향을 보이다가 일정한 값으로 안정화되며 Cu 35 $\AA$인 경우는 열처리 순환 횟수 15회 이후에 각각 120 Oe 및 75 Oe를 유지한다. $H_{inf}$$H_{cf}$ 가 열처리 순환횟수 증가에 따라 증가하는 것은 열처리 효과에 의해 Cu층과 Co층의 계면섞임 증대에 의한 유효한 Cu층 두께 감소에 기인한다. Cu가 적정둘레 35 $\AA$ 보다 더 얇아지거나 두꺼워지면 계면섞임에 의한 효과는 각각 더 증대하거나 둔화되는 것으로 분석된다.으로 분석된다..

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$Fe/Al_2O_3/Co$ 자기 터널링 접합 제작 및 자기수송현상에 관한 연구 (Tunneling Magnetoresistive Properties of Reactively Sputtered $Fe/Al_2O_3/Co$ Trilayer Junctions)

  • 최서윤;김효진;조영목;주웅길
    • 한국자기학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.27-33
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    • 1998
  • 스파터링법으로 Si(001) 기판 위에 증착된 Fe(1000 $\AA$)/Al2O3(t$\AA$)/Co(1000$\AA$) 자기 삼층 접합들의 터널링 자기저항 성질을 연구하였다. 두께 t=50~200$\AA$의 Al2O3층을 반응성 rf 스파터링법으로 바닥 자성층위에 직접 증착하였다. 비교응 위해, Pt/Al2O3/Pt 터널링 접합을 제조하여 상온에서 전류.전압(I.V)특성을 측정한 결과, 확인한 비선형 nonmhic 거동을 나타내었다. 이로부터 반응성 스파터링된 Al2O3가 상온에서도 phnhole이 없는 휼룔한 절연 터널링 장벽을 형성함을 확인할 수 있었다. Fe/Al2O3/Co 자기 터널링 접합즐은 Pt/Al2O3/Pt 접합들에 비해 상당한 접합저항의 열화를 보였으며, 상온에서 대략 0.1%의 터널링 자기저항비를 나타내었다. Fe를 꼭대기 전극으로 하는 전극으로 하는 접합들에 비해, Co을 꼭대기 전극으로 하는 대부분의 자기 터널링 접합들이 보다 안정된 I.V 및 터널링 자기저항 특성을 보였다. 이러한 실험결과들을 자기 터널링 접합들의 계면구조와 관련지어,Pt/Al2O3/Ptwjq합과 비교하여 논의하였다.

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센서용 거대자기저항 스핀밸브소자의 열처리 효과 (Post-annealing Effect of Giant Magnetoresistance-Spin Valve Device for Sensor)

  • 이상석;박상현;소광섭;주호완;김기왕;황도근
    • 한국자기학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.172-177
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    • 2007
  • 셀(cell) 단위의 생체분자의 자성특성 검출을 위한 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistance-spin valves; GMR-SV) 바이오센서로서 미세 패턴된 모양에 따라 길이 방향과 폭 방향 용이축에 의존하는 자기저항 특성을 연구하였다. 바이오센서(biosensor)로서 사용할 스핀밸브 다층구조는 glass/NiO/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/NiFe 이었다. 자성 다층박막의 일축이방성을 만들기 위해 증착시와 소자 패턴닝 후 진공 열처리를 $200^{\circ}C$에서 300 Oe 정도 외부자기장을 인가하였다. 형상자기이방성 효과를 고려하여 광 리소그래피 과정으로 얻은 미세 활성영역 패턴 사이즈는 $2{\times}5{\mu}m^2$로 정하였다. 2단자법으로 길이방향의 센싱전류와 폭 방향의 고정층의 용이축 방향 각도에 의존하는 자장민감도의 변화는 바이오센서 소자로서 활용에 중요한 요인임을 확인하였다.