• 한국자기학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.239-243
• /
• 1994

NiFe와 TbCo의 게면에서의 자기 교환 결합을 이용하여 자기 저항 소자에 수평 및 수직 바이어스 자장을 제공할수 있도록 $NiFe/TbCo/Si_3N_4$ 박막을 제조하였다. Tb의 면적비가 36 %이고, 기판 바이어스를 인가하지 않았을때 100~180 Oe의 교환 자장을 얻을 수 있었다. NiFe, TbCo, 그리고 보호막으로 사용되는 $Si_3N_4$ 각층의 두께는 각각 $470\;{\AA},\;2400\;{\AA},\;600\;{\AA}$ 이었다. NiFe를 1000 W의 전력과 2.5 mTorr의 아르곤 압력에 제작한 시편에서 1.45 %의 자기 저항 변화율을 얻을 수 있었다. 미세 소자로 제작된 NiFe의 자기 저항 변화율은 1.31 %로 감소 하였으며, 감자화 자장의 영향으로 박막이 완전히 포화되지 못한 곡선을 보였다. 150 Oe의 교환 자 장을 갖는 박막을 자화 용이 방향과 $36^{\circ}$의 각도로 소자를 제작한 결과 약 85 Oe 정도의 자기 저항 응답 곡선의 천이를 보였으며, 소자의 동작점이 응답의 선형 구간으로 이동하였다. 또한 Barkhausen 잡음이 교환 자장에 의한 수평 바이어스에 의하여 제거되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.436-436
• /
• 2011

Recently, spintronic devices with submicron structures are widely investigated to take advantage of their unique micromagnetic properties. In this work, we study the temperature dependence of exchange bias in bilayer anti-dot arrays made by depositing Co (40 nm)/Ni (5 nm) ferromagnetic bilayer on Si substrate to form anti-dot arrays with a diameter $1{\mu}m$. The anti-dot patterning was done only for the upper Co layer, while the Ni underlayer was kept unperforated. The temperature dependences of magnetoresistance (MR) and exchange bias were studied along magnetic easy and hard axes. The in-plane MR measurements were performed using a physical-property measurement system (PPMS ; Quantum Design Inc.) at various temperatures. The standard in-line four-point probe configuration was used for the electrical contacts. As temperature was varied, the MR data were obtained in which in-plane field (H=3 kOe) was applied in the directions along the hard and the easy axes with respect to the lattice plane. The temperature dependences of magnetic anisotropy and exchange bias were also studied along the magnetic easy and hard axes. As temperature decreases, the single peak splits into two peaks. While no exchange bias was observed along the magnetic easy axis, the exchange bias field steadily increased with decreasing temperature along the magnetic hard axis. These results were interpreted in connection with the magnetic anisotropy and the effect of the anti-dots in pinning domain wall motion along the respective direction.

• 한국자기학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.224-227
• /
• 2004

교환결합된 NiFe/FeMn 이중박막에서 Laser 열처리를 통하여 국소적인 자화반전을 연구하였다. 600 G의 외부 자기장을 시편에 가하면서 DPSS Laser로 자화 반전시켰으며, 300 mW에서 15분 동안 국소적인 부분을 조사하였다. 국소적으로 자화반전 시킨 박막을 다시 원래 방향으로 역 반전시켜 자기저항(MR)곡선 피크가 감소된 것을 관찰하였다. 이는 직접적으로 Laser를 가한 박막의 손상과 계면에서 내부 확산에 의한 것으로 생각된다 국소적인 반전 자화의 자구구조는 MU을 통하여 관찰하였다. 자화반전 영역에서 새로운 자구벽을 형성하였으며, Laser가 조사된 영역근처에서 자구벽이 형성된 것을 관찰하였다.

• 한국자기학회지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.95-98
• /
• 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.

• 한국자기학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.127-131
• /
• 2002

자성터널접합(magnetic tunnel junction: MTJ)소자의 AlO$_{x}$터널장벽 절연층을 플라즈마 산화법으로 2번에 나누어 금속증착.산화를 반복하여 만들어 보았다. 이중산화I그룹은 10A의 $\AA$의 Al 하부 절연막을 증착하고 산화시간을 10 s로 완성한 후 그 위에 13$\AA$의 Al을성막하고 50, 80, 120s간 산화시켜 완성한 절연막의 특성을 알아보았다. 이중산화II그룹은 10$\AA$봐 Al하부 절연막의 산화시간을 30~120 s간 달리하고 그 위에 13 $\AA$의 Al을 성막하고 210 s간 산화시켜 완성한 절연막의 특성을 알아보았다. 이중산화공정으로 제조된 시편은 전 실험범위에서 자기저항비(magnetoresistance： MR)는 27% 이상으로 우수하였고, 이는 13 $\AA$의 Al을 증착하고 한번만 산화시키는 통상의 단일산화에 비해 MR비가 우수하고 공정범위가 넓었다. 수직단면 투과전자현미경(transmission electron microscope： TEM)으로 미세구조를 확인한 결과 이중산화가 단일산화보다도 더 얇고 균일한 두께를 유지함을 알 수 있었다 X선광전자분석(X-ray photoelectron spectroscopy： XPS)으로 확인한 결과 이중산화는 절연막층 하부 CoFe 자성층의 Fe의 산화를 방지하여, 결과적으로 단일산화법에 비해서 하부자성층의 산화를 방지하여 긴 산화시간 공정 범위에서도 우수한 MR비를 가질 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2003년도 춘계학술대회 논문집 초전도 자성체 연구회
• /
• pp.50-54
• /
• 2003

The output characteristics of thin film NiO/NiFe bilayered magnetoresistive device have been measured as a function of the direction of external magnetic field. Each layer was fabricated by rf magnetron sputtering method, and especially, the under layer, NiO, was fabricated under the in-situmagnetic field of about 1000Oe. The magnetoresistive devices were designed with the angle of 45degree between the direction of current of the device pattern and the induces magnetic field in the NiO film layer. The output of the devices had a good linearity when the devices were placed on the external magnetic field perpendicular to induced field direction and also 45 degree with the currenr path direction.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
• /
• pp.50-51
• /
• 2002

최근 실온에서 약 40％ 이상의 높은 자기저항(magnetoresistance, MR)을 나타내는 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction, MTJ)이 보고되면서 비휘발성 자기메모리로의 응용을 눈앞에 두고 있다.[1]. 이에 본 실험에서는 Substrate / Ta (base electrode) / NiFe / PtMn (AF pinning layer) / CoFe (pinned) / Ru / CoFe (fixed) / Al-O/ CoFe (free) / NiFe (free) / Ta & Ru (Capping Layer)과 같은 MTJ 증착 구조를 사용하여, MTJ의 보다 향상된 특성을 확보하기 위한 노력으로서 Al-O 두께, 어닐링 조건(Field Intensity ＆ Sequence)변화 등을 시도하였다. (중략)

• 한국자기학회:학술대회 개요집
• /
• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
• /
• pp.62-63
• /
• 2002

To reach 100 Gbit/in$^2$ magnetic recording densities in hard disk drives specular enhancement of giant magnetoresistance (GMR) effect in spin valve (SV) films has become one of the indispensable means for application as read elements in recording heads [1]. More recently specular spin valve (SSV) structure containing nano-oxides layers (NOL) were reported [2], where MR enhancement is caused to extended mean free path of majority spin polarized electrons through specular reflection at metal/insulator interfaces [3] in the SV films. (omitted)

• Journal of Magnetics
• /
• 제7권3호
• /
• pp.63-71
• /
• 2002

Three fabrication techniques for forming thin barrier layer with uniform thickness and large barrier height in magnetic tunnel junction (MTJ) are discussed. First, the effect of immiscible element addition to Cu layer, a high conducting layer generally placed under the MTJ, is investigated in order to reduce the surface roughness of the bottom ferromagnetic layer, on which the barrier is formed. The Ag addition to the Cu layer successfully realizes the smooth surface of the ferromagnetic layer because of the suppression of the grain growth of Cu. Second, a new plasma source, characterized as low electron energy of 1 eV and high density of $10^{12}$ $cm^{-3}$, is introduced to the Al oxidation process in MTJ fabrication in order to reduce damages to the barrier layer by the ion-bombardment. The magnetotransport properties of the MTJs are investigated as a function of the annealing temperature. As a peculiar feature, the monotonous decrease of resistance area product (RA) is observed with increasing the annealing temperature. The decrease of the RA is due to the decrease of the effective barrier width. Third, the influence of the mixed inert gas species for plasma oxidization process of metallic Al layer on the tunnel magnetoresistance (TMR) was investigated. By the use of Kr-O$_2$ plasma for Al oxidation process, a 58.8 % of MR ratio was obtained at room temperature after annealing the junction at $300{^{\circ}C}$, while the achieved TMR ratio of the MTJ fabricated with usual Ar-$0_2$ plasma remained 48.4%. A faster oxidization rate of the Al layer by using Kr-O$_2$ plasma is a possible cause to prevent the over oxidization of Al layer and to realize a large magnetoresistance.

• 한국자기학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.231-235
• /
• 2005

Al에 Zr과 Nb 또는 Zr과 Ti을 첨가한 삼원계 산화층을 절연층으로 사용한 자기터널접합(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)에서, 각 원소의 비율에 따른 자기적 특성과 절연층의 미세구조 특성을 연구하였다. $(ZrNb)_{0.1}Al_{0.9}$ 및 $(ZrTi)_{0.1}Al_{0.9}$ 삼원계 산화 절연층을 가진 자기터널접합의 자기저항비는 Nb, 또는 Ti과 Zr의 첨가 비율이 1 : 1에 가까워질수록 낮아졌으며, Zr과 비교해 Nb 또는 Ti의 첨가량이 많아질수록 자기터널접합의 저항이 감소하였다. 이는 ZrNbAl, ZrTiAl 삼원계 합금 박막은 비정질인 ZrAl 이원계 합금박막과는 달리 다결정체로서 불균일한 산화 절연층을 형성하여 자기저항 및 전기적 특성을 감소시키는 역할을 하기 때문이다. 그러나 삼원계 산화 절연층의 경우 이원계 경우보다 낮은 터널 저항을 특성을 나타내었으며 이는 Nb 또는 Ti이 벤드갭 내에 국부적 에너지 준위를 만들어 에너지 장벽이 감소된 효과로 추측된다.