• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제7권3호
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• pp.149-153
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• 2006

An attempting to produce a p-type diluted magnetic semiconductor (DMS) using $Ti_{1-x}Co_xO_{2-\delta}-based$ thin films was made by suitable control of the deposition parameters including deposition temperature, deposition pressure, and doping level using a pulsed laser deposition method. T$Ti_{0.97}Co_{0.03}O_{2-\delta}-based$ (TCO) films deposited at $500^{\circ}C$ at a pressure of $5\times10^{-6}$ Torr showed an anomalous Hall effect with p-type characteristics. On the other hand, films deposited at $700^{\circ}C$ at $5\times10^{-6}$ Torr showed n-type behaviors by a decreased solubility of cobalt. The charge carrier concentration in the p-type TCO films was approximately $7.9\times10^{22}/cm^3$ at 300 K and the anomalous Hall effect in the p-type TCO films was controlled by a side-jump scattering mechanism. The magnetoresistance (MR), measured at 5 K in p-type TCO films showed a positive behavior in an applied magnetic field and the MR ratio was approximately 3.5 %. The successful preparation of p-type DMS using the TCO films has the potential for use in magnetic tunneling junction devices.

• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.232-235
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• 2004

아날로그 형태의 신호를 전송하기에 적합한 특성을 보이는 선형 GMR(giant magnetoresistance) 아이솔레이터를 모델링하여 입력전류에 따른 출력전압과 전류를 조사하였다. GMR 아이솔레이터를 자기적 부분과 전기적 부분으로 나누고 선택된 스핀밸브 소자의 MR(magnetoresistance) 결과를 대입하여 출력전압을 구할 수 있는 순서도를 설정하였다. 자기적 모델링으로는 평판 코일의 3차원 모델을 FEM방법으로 해석하여 입력전류에 의해 생성되는 자장의 세기를 구하였으며, 여기에서 자기코어층이 있는 경우 50% 이상 더 커지는 결과를 얻었다. 그리고 아이솔레이터의 출력전압파형을 계산한 결과 입력 코일 전류에 따른 궤환 코일 전류가 $I_{out}$ = $I_{in}$ -5 mA의 선형함수와 비교시 평균 $\pm$0.25 mA 이내의 차이로 근사한 값으로 계산되었다. 또한 입력되는 코일 전류가 구형파일 때, 출력전압의 반응시간과 파형을 계산하였으며, 이때 최저전압에서 최대 전압까지 상승 및 하강하는 시간은 연산증폭 기의 slew rate가 0.3 V/${\mu}\textrm{s}$ 일 때, 최저전압에서 최대 전압까지 상승 및 하강하는 시간은 6 ${\mu}\textrm{s}$였다.

• 한국자기학회지
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• 제12권3호
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• pp.99-102
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• 2002

기존 절연막보다 균일한 AlO 절연막을 형성하기 위해 플라즈마 산화법을 이용하여 이중 연속 절연막을 형성한 TMR소자를 제작하였다. 10 $\AA$의 Al 하부 절연막의 산화시간을 10sec로 우선 완성하고 그 위에 13 $\AA$의 Al을 성막하고 50, 80, 120sec간 산화시켜 완성한 절연막의 특성을 알아본 결과 산화시간이 증가할수록 전기저항은 500 $\Omega$에서 2000 $\Omega$까지 크게 변화하며 80sec 에서 가장 작았고, MR비는 27~31 %로 큰 변화가 없었으나, 단일산화 절연막을 가진 시편(24%)보다는 모두 높은 자기저항비를 보였다. I-V측정을 통해 간접적으로 유효 장벽 높이와 장벽 폭을 계산한 결과 장벽 높이는 1.3~1.8eV로 터널링 장벽으로서 충분한 크기를 보였으며 장벽 폭의 경우에는 15.0 $\AA$ 이하로 실제 물리적으로 측정한 값보다 작음을 알 수 있었다. 이는 Al금속이 완전히 안정한 A1$_2$O$_3$로 산화되지 않았기 때문으로 생각되었으며, 그럼에도 불구하고 단일 AlO 절연막 시편보다는 균일하고 치밀한 절연막을 형성하였음을 확인하였다. 이러한 결과는 이중절연층 산화공정이 기존 공정보다 절연장벽을 우수하게 하여 MR비를 향상시키고 기준저항을 조절하는데 유리한 공정임을 의미하였다.

• 한국자기학회지
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• 제8권6호
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• pp.362-368
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• 1998

반강자성 Cr86Al14계 스핀밸브막의 자기특성과 내열 내식성에 대해 연구하엿다. Cr86Al14스핀밸브막의 자기적성질은 강자성층, 자성층 및 비자성층두께에 의존하였으며, glass/Cr86Al14(600$\AA$)/Ni81Fe19(50$\AA$)/Cu(40$\AA$)/Ni81Fe19(40$\AA$)구조에서의 교환결합자장(Hex)은 20 Oe, 자기저항비(MR ratio (%))는 2%를 나타내었다. Cr96Al14 및 Fe50Mn50 스핀밸브막은 annealing온도가 증가함에 따라 모두 Hex 및 MR비가 감소하는 경향을 나타내엇으나 FeMn막에 비해 CrAl막이 우수하여, FeMn막은 15$0^{\circ}C$, CrAl막은 25$0^{\circ}C$에서 Hex 및 MR비값을 상실하였다. 또한 가혹한 환경에서의 스핀밸브막의 부식저항성을 평가하고자 35$^{\circ}C$,90% 습도상태의 챔버내에서 Hex와 MR비값의 변화를 관찰한 결과 CrAl막의 경우에는 Hex 및 MR비 값이 시간이 경과해는 변화지 않았으나, FeMn막은 15일정도 경과하자 거의 상실하는 결과를 나타냈다. SEM관찰결과 FeMn막은 pitting이 나타났으며 15일정도 경과후에는 박리가 발생하였다.

• 한국자기학회지
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• 제14권6호
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• pp.228-231
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• 2004

Ta(5 nm)/NiFe(11 nm)/FeMn(16 nm) Ta(5 nm)과 Ta(5 nm)/NiFe(11 run)/FeMn(16 nm)/NiFe(7 nm)/Ta(5 nm) 다층박막구조를 제작하여, Laser의 power, 조사 위치, 자장의 방향에 따라 자기저항(MR)비와 교환결합력(H$_{ex}$) 자기적 특성을 연구하였다. Laser 열처리는 power를 440 mW까지 증가시키면서 FeMn/NiFe 이중박막을 15분 씩 Laser로 조사하여, 200 mW에서부터 음의 자기장에서 자기저항곡선의 피크가 발생하기 시작하였다. 400 mW까지 증가시키면서 양의 자기장에서 자기저항곡선의 MR비와 H$_{ex}$:가 각각 0.9%에서 0.1%로, 87 Oe에서 76 Oe로 감소하였고, 음의 자기장 피크에서는 MR비와 H$_{ex}$가 모두 증가하였다. 또한 NiFe/FeMn/NiFe삼중박막에서도 같은 결과를 얻었다. 300 mA로 laser열처리한 면적을 증가시켰을 때 자기저항곡선이 positive 피크는 감소하고 negative 피크는 증가하였다. 이러한 Laser 열처리효과에 의해 결과적으로 교환결합된 박막구조의 국소적 자화반전을 가능하게 하였다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제11권6호
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• pp.271-274
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• 2010

We examined the tunneling current behaviors of magnetic tunneling junction (MTJ) cells utilizing conductive atomic force microscopy (AFM) interfaced with an external magnetic field generator. By introducing current through coils, a magnetic field was generated and then controlled by a current feedback circuit. This enabled the characterization of the tunneling current under various magnetic fields. The current-voltage (I-V) property was measured using a contact mode AFM with a metal coated conducting cantilever at a specific magnetic field intensity. The obtained magnetoresistance (MR) ratios of the MTJ cells were about 21% with no variation seen from the different sized MTJ cells; the value of resistance $\times$ area (RA) were 8.5 K-12.5 K $({\Omega}{\mu}m^2)$. Since scanning probe microscopy (SPM) performs an I-V behavior analysis of ultra small size without an extra electrode, we believe that this novel characterization method utilizing an SPM will give a great benefit in characterizing MTJ cells. This novel method gives us the possibility to measure the electrical properties of ultra small MTJ cells, namely below $0.1\;{\mu}m\;{\times}\;0.1\;{\mu}m$.

• 한국자기학회지
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• 제7권3호
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• pp.146-151
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• 1997

DC magnetron sputtering 방법으로 Corning glass 기판 위에 버퍼층을 Fe와 N $i_{81}$$Fe_{19}$로 바꾸어가면서 보자력이 다른 $Co_{90}$ F $e_{10}$와 Co를 이용하여 buffer/CoFe(35 .angs. )/Cu(t .angs. )/Co(35 .angs. )의 형태로 샌드위치 박막을 제작하고 버퍼층 두께 및 바자성층 Cu층 두께, 자성층 두께 변화에 따른 자기저항비 의존성을 조사하였다. 자기저항비와 포화 자기장( $H_{s}$ )은 버퍼층의 두께가 두꺼워짐에 따라 증가하다가 극대치 3%를 보인 후 완만하게 감소하였다. NiFe, Fe 버퍼층을 갖는 시료를 비교한 경우, 각각 CoFe층과 Co층 사이의 결합 자기장( $H_{int}$)은 큰 차이가 없었으나 NiFe 버퍼층을 갖는 시료가 minor 자기저항 곡선의 반가폭 $H_{w}$ 는 감소하고 자기저항(MR) 기울기(slope)와 관련된 field sensitivity(%/Oe)는 향상되었다.다.

• Journal of Magnetics
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• 제17권4호
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• pp.265-270
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• 2012

We report improved low-field magnetoresistance (LFMR) effects of the $La_{0.7}Sr_{0.3}Mn_{1+d}O_3-Mn_3O_4$ composite films with the nominal composition of $La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_3$(LSMO)-50 mol% $Mn_3O_4$. The composite films were fabricated by ex-situ solid phase crystallization (SPC) of amorphous films at the annealing temperature region of $900-1100^{\circ}C$ for 2 h in a pure oxygen atmosphere. The amorphous films were deposited on polycrystalline $BaZrO_3$ (poly-BZO) substrates by dc-magnetron sputtering at room temperature. The Curie temperatures ($T_C$) of all composite films were insignificantly altered in the range of 368-372 K. The highest LFMR value of 1.29 % in 0.5 kOe with the maximum dMR/dH value of $37.4%kOe^{-1}$ at 300 K was obtained from 900 nm-thick composite film annealed at $1100^{\circ}C$. The improved LFMR properties of the composite films are attributed to effective spin-dependent scattering at the $La_{0.7}Sr_{0.3}Mn_{1+d}O_3$ grain boundaries sharpened by adjacent chemically compatible $Mn_3O_4$ grains.

• 한국자기학회지
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• 제8권3호
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• pp.131-137
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• 1998

동시진공증착한 Ag-Co합금박막의 두께에 따르는 미세구조 및 거대자기저항의 거동의 변화를 연구하였다. 증착된 상태에서 40 at.%Co 합금의 200nm두께에서 최대 24%의 자기저항을 얻었다. 합금박막의 두께가 감소함에 따라, 특히 50NM 이하에서 비저항이 급격하게 증가되었고, 비저항 차 및 자기저항은 감소하였다. 비저항의 증가는 주로 표면저항의 증가가 주도하였다. 고분해능 T뜨을 사용하여 두께 감소에 따르는 합금박막의 미세구조 변화를 분석한 결과, 첫째 aG 및 cO 입자의 크기가 감소하며, 둘째 Co 및 Ag간의 상호 고용도가 증가되며, 섯째 Co입자의 형성비의 변화가 확인되었다. 이러한 미세구조적 변화는 자성체 입자의 자기모멘트, 자기이방성 등의 가지 상태의 변화를 가져오게 되어 자기저항에 영향을 끼치는 것으로 분석된다. 따라서 50nm 이하에서 거대자기저항의 감소는 표면에서의 스핀전도에 의한 형상 뿐만 아니라 미세구조의 면화도 크게 기여하는 것으로 보인다.

• 한국자기학회지
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• 제9권2호
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• pp.104-110
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• 1999

조성, 열처리 및 강자성 상하지층이 AgCo 나노입상 합금박막의 거대자기저항과 포화자기장에 미치는 효과에 대하여 연구하였다. 합금박막의 두께가 50nm이하에서는 두께가 감소함에 따라 자기저항이 급격히 감소하고 포화자기장은 증가한다. 합금박막의 Co조성의 증가, 열처리 및 Fe 상하지층의 피복으로 Co입자의 크기 및 밀도의 증가, 표면에서의 스핀전도산란의 감소로 합금박막 두께 감소에 따른 비저항차의 감소 및 포화자기장의 증가를 억제할 수 있었다. 합금박막의 Co조성이 30at.%이고 Fe(30nm)/AgCo(20nm)/Fe(30nm)인 삼층박막의 증착된 상태에서 포화자기장이 약5kOe, 자기저항값이 약 5%이었다. 합금박막의 Co 조성을 40at.%로 증가시키고 30$0^{\circ}C$에서 10분간 열처리한 경우 포화자기장은 약1kOe로 1/5로 줄었으나 자기저항 값은 5.16%로 변화가 없었다.