• 제목/요약/키워드: magnetic multilayer

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Fe/Co다층박막의 연자기적 성질 (Soft Magnetic Properties of Fe/Co Multilayer Films)

  • 김택수;임영언;김종오
    • 한국재료학회지
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    • 제4권8호
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    • pp.952-957
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    • 1994
  • RF & DC magnetron sputtering장치를 이용하여 Ar과 $Ar+N_{2}$혼합가스분위기에서 Fe/Co및 Fe-N/Co-N다층막을 각각 제조하였다. 제작된 다층막을 $100^{\circ}C$ ~ $500^{\circ}C$로 각각 1시간씩 열처리하였다. Fe막의 두께와 열처리 온도에 따른 Fe/Co다층막의 포화자화와 보자력을 측정하고, 투자율을 조사하였다. Fe/Co(70$\AA$/15$\AA$)다층막에서 포화자화는 1.8Oe이다. 보자력은 열처리 온도 $250^{\circ}C$까지는 일정한 값(1.8Oe)을 가지나. $250^{\circ}C$ ~ $300^{\circ}C$에서는 약간 증가하고, $300^{\circ}C$이상에서는 갑자기 증가한다. 질소 유량비($N_{2}/Ar+N_{2}$)가 4%인 조건에서 제작한 Fe-N/Co-N 다층박막의 보자력은 5Oe이고, 열처리 온도가 증가함에 따라 감소하다가 $250^{\circ}C$에서 최소값, 2Oe를 나타내고 그 이상의 온도에서 급격히 증가한다.

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모양으로 유도된 자기 이방성을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ 다층막의 자기적 성질 (Magnetic Properties of RF Diode Sputtered $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ Multilayers)

  • 윤의중;정명희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권2호
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • 본 연구에서는 모양으로 유도된 자기 이방성을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 다층막의 자기적 성질을 조사 하였다. 다층막은 rf 다이오드 스퍼터링 시스템을 이용하여 개개의 $Ni_{80}Fe_{20}$SiO_2$ (at%) 합금 타겟들로부터 Si 또는 upilex 기판에 적층하였다. 여러 가지 개수(N)의 이중층으로 구성된 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 적층되었다. 사진식각기술을 사용하여 타원형 어레이 패턴을 가진 $Ni_{80}Fe_{20}/SiO_2$ laminates 가 제작 되었다. 자기적 성질은 B-H 히스테리시스 그래프와 고주파 permeameter를 사용하여 상온에서 측정 되었다. 다층막에서 도메인 reversal 시 발견된 몇 개의 스텝들은 자성체 박막 사이에 존재하는 coupling 때문으로 사료된다. 내재하는 intrinsic 일축 자기 이방성 field는 N이 증가하면 증가한다. 전체 자기 이방성 field의 실험값은 계산된 값과 잘 일치 하였다. 본 연구에서는 소형의 타원형 어레이를 가진 다층막의 laminate 구조체를 이용하여 더 큰 일축 자기 이방성을 유도하고 그 결과 laminate의 동작 주파수를 극대화시키고자 하였다.

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.

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.

Possibility of Magnetocapacitor for Multilayered Thin Films

  • Hong, Jong-Soo;Yoon, Sung-Wook;Kim, Chul-Sung;Shim, In-Bo
    • Journal of Magnetics
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    • 제17권2호
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    • pp.78-82
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    • 2012
  • CoNiFe(CNF)/$BaTiO_3(BTO)$/CoNiFe(CNF) multilayered thin films were deposited on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrates by using pulsed laser deposition (PLD) system. We fabricated three different thin films of BTO, BTO/CNF and CNF/BTO/CNF for magneto-capacitor and studied their crystalline structure, surface and interface morphology, and magnetic and electrical properties. When three different structures of multilayered thin film were compared, magnetization of CNF/BTO/CNF thin films was decreased by magnetic and dielectric interaction. Also we confirmed that capacitance of CNF/BTO/CNF multilayered thin film was enhanced as being near tetragonal structure with increasing of c/a ratio because of atomic bonding at interface between BTO dielectric and CNF magnetic materials. Finally, we studied the change of the capacitance of CNF/BTO/CNF multilayered thin film with magnetic field for emergence of magnetocapacitance and suggested a possibility of enhanced capacitance.

Computer Simulation of Switching Characteristics and Magnetization Flop in Magnetic Tunnel Junctions Exchange Biased by Synthetic Antiferromagnets

  • Lim, S.H.;Uhm, Y.R.
    • Journal of Magnetics
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    • 제6권4호
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    • pp.132-141
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    • 2001
  • The switching characteristics and the magnetization-flop behavior in magnetic tunnel junctions exchange biased by synthetic antiferromagnets (SyAFs) are investigated by using a computer simulations based on a single-domain multilayer model. The bias field acting on the free layer is found to be sensitive to the thickness of neighboring layers, and the thickness dependence of the bias field is greater at smaller cell dimensions due to larger magnetostatic interactions. The resistance to magnetization flop increases with decreasing cell size due to increased shape anisotropy. When the cell dimensions are small and the synthetic antiferromagnet is weakly, or not pinned, the magnetization directions of the two layers sandwiching the insulating layer are aligned antiparallel due to a strong magnetostatic interaction, resulting in an abnormal magneto resistance (MR) change from the high-MR state to zero, irrespective of the direction of the free-layer switching. The threshold field for magnetization-flop is found to increase linearly with increasing antiferromagnetic exchange coupling in the synthetic antiferromagnet. Irrespective of the magnetic parameters and cell sizes, magnetization flop does not exist near zero applied field, indicating that magnetization flop is driven by the Zeeman energy.

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Ni/Cu 인공초격자에서 NiFeCo 및 NiFe 계면 삽입층이 거대자기저항 거동에 미치는 영향 (Effects of NiFeCo of NiFe Insertion Layers on the Giant Magnetoresistance Behavior of Ni/Cu Artificial Superlattice)

  • 송용진;주승기
    • 한국자기학회지
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    • 제5권6호
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    • pp.963-967
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    • 1995
  • Ni/Cu 인공초격자의 계면에 얇은 NiFeCo와 NiFe층을 삽입시 Ni/Cu 인공초격자의 자기 저항 거동에 미치는 영향에 관해 연구하였다. NiFe층이 Ni/Cu 인공초격자의 계면에 삽입된 경우 6%의 자기저항과 50 Oe의 포화자장을 보였으며 이때의 자기저항곡선은 hysteresis를 거의 보이지 않았다. NiFeCo층이 삽입된 경우는 자기저항값은 7%를 보였으나 포화자장과 hysteresis가 많이 증가하였다. 교류자장원을 이용한 동적자기저항을 측정한 결과 bias 자장하에서 자기저항의 증가폭이 NiFe층을 삽입한 경우가 NiFeCo를 삽입한 경우보다 컸으며 이는 hysteresis가 작았기 때문으로 해석된다.

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SmCo박막의 바이어스자계가 CoZrNb박막의 연자성특성에 미치는 효과 (Bias Field Effect of SmCo Films on Soft Magnetic Properties of CoZrNb Films)

  • 신광호;김영학
    • 한국자기학회지
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    • 제13권5호
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    • pp.198-203
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    • 2003
  • 경자성박막을 이용한 자기임피던스센서의 바이어스 자계 인가의 유용성을 알아보기 위해서, SmCo 경자성박막의 조성에 따른 자기적 특성과 이 박막이 아몰퍼스 CoZrNb 연자성박막에 미치는 바이어스 효과에 대하여 조사하였다. 아몰퍼스상을 가지는 SmCo 경자성박막의 포화자화는 Sm 조성이 증가함에 따라 감소하였으며, 보자력은 Sm 조성의 증가에 따라 증가하다가 28 at% 부근에서 약 500 Oe를 나타낸 후 다시 감소하였다. SmCo 박막에 의해서 발생된 바이어스 자계가 CoZrNb 박막에 미치는 효과는 자화곡선과 투자율의 측정, 그리고 자구관찰을 통하여 조사되었다. MI센서로 사용이 가능한 3${\times}$0.5 $\textrm{mm}^2$ 크기의 박막시료에 있어서, 약 60 Oe의 바이어스 자계가 얻어졌으며, 센서의 감도를 최적화하기에 충분한 바이어스 자계를 경자성박막을 이용하여 발생시킬 수 있음을 입증하였다.