• Journal of Magnetics
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• 제15권4호
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• pp.149-154
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• 2010

Synthetic antiferromagnets (SAFs) are used as free layer structures for various magnetic devices utilizing spintransfer torque (STT). Therefore, it is important to understand current-induced excitation of SAFs. By means of drift-diffusion and macrospin models, we studied the current-induced excitation of a SAF-free layer structure (NiFe/Ru/NiFe). The simulation results were compared with the previous experimental results [N. Smith et al., Phys. Rev. Lett. 101, 247205 (2008)]. We confirmed that a nonzero STT through the Ru layer is essential for explaining the experimental results.

• Journal of Magnetics
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• 제7권2호
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• pp.55-58
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• 2002

MR transfer behaviors of the permanent magnet biased spin valve MR sensors with SyAF (synthetic antiferromagnet) layers were studied by micromagnetics modeling. For narrow track MR heads, various height to width ratios were considered together with strength of permanent magnets which stabilities the free layed As the MR sensor width is reduced to $0.12 \mu{m}$, sensor height less than 0.09 ${\mu}{\textrm}{m}$ is needed to show good linearity and the Mr.t of permanent magnets smaller than 0.2 memu/$cm^2$ is sufficient for the domain stabilization. The conditions for single domain behavior of the free layer were also investigated through optimizing the biasing strength of permanent magneto the shield gap and the aspect ratio of MR sensor.

• 한국자기학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-4
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• 2009

미소자기학 모델을 이용하여, 인위적 반강자성체에서 자화의 시도주파수에 대한 연구를 진행하였다. 다양한 일축 자기이방성, 패턴 구조 및 패턴된 시편의 에너지 장벽 크기에 대해 시도주파수를 조사하였다. 시편의 부피가 동일한 경우, 인위적 반강자성체를 구성하는 두 자성층의 결합 자기장에 따라 시도주파수가 변화하는 것을 관측하였다. 또한 에너지 장벽의 크기가 동일한 경우에도, 일축 자기이방성에 따라 시도주파수가 매우 크게 변하는 사실을 알게 되었다.

• 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.

• 한국자기학회지
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• 제10권5호
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• pp.196-202
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• 2000

FeMn에 의해 교환 바이어스된 Synthetic antiferromagnet(CoFe/Ru/CoFe)을 가진 Top Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMm/Ta 스핀밸브 구조를 마그네트론 스퍼터링 법으로 제조하여 유효 교환이방성 및 자기저항 특성을 조사하였다. FeMn 반강자성층의 두께가 100$\AA$정도일 때 자기저항비와 유효 교환바이어스 자장이 최대값을 나타내었으며, 100 $\AA$ 이상 두께 증가시 FeMn층을 통한 션팅 전류에 의한 자기저항 효율의 저하로 자기저항이 점점 감소하였다. 자유층의 두께가 40 $\AA$일 때 7.5% 이상의 최대 자기저항비가 얻어졌으며, 자유층의 두께 감소에 따라 자기저항비는 감소하였다. Synthetic antiferrormagnet 구조에서 Cu층에 인접한 CoFe(Pl)층의 두께를 증가시키고 FeMn층에 인접한 CoFe(P2)층의 두께를 감소시켜 그 두께 차이가 증가할수록 자기저항비는 증가하였고 반면 유효 교환 바이어스 자장은 감소하였다. 자기저항특성의 증가는 Pl층 두께 증가로 인한 스핀의존산란 효율의 증가로 이해되었으며, 유효 교환 바이어스 자장의 감소는 최소에너지 모델의 이론적 계산을 통해 감소경향을 검증할 수 있었다.

• 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.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.64-65
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• 2002

Recently the synthetic antiferromagnetic layer (SAF) has received much attention because it replaces the pinned layer of the conventional spin valve (CSV) sensors and its overall performance [1], The spin valve (SV) with SAF has the from buffer/F/Cu/APl/Ru/AP2/AF, where F is the soft ferromagnetic layer (typically NiFe with CoFe interfacial doping), AP1 and AP2 are two ferromagnetic layers (typically CoFe alloys) antiferromagnetically coupled through a thin Ru layer. (omitted)

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2007년도 The 1st International Symposium on Advanced Magnetic Materials
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• pp.128.2-128.2
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• 2007

• 한국자기학회지
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• 제11권5호
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• pp.211-216
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• 2001

합성형 반강자성체(synthetic antiferromagnet)인 CoFe/Ru/CoFe/FeMn을 사용하고 자유층으로 NiFe/CoFe 이중 층을 사용한 탑 스핀밸브 구조를 직류 마그네트론 방식으로 제조하여, 구속층의 두께변화에 따른 자기적 특성과 층간교환자계(interlayer coupling field)의 변화를 조사하였다. Si/Ta(50 )/NiFe(34 )CoFe(16 )/Cu (26 )/CoFe(Pl )/Ru(7 )/CoFe(P2 )/FeMn(100 )/Ta(50 ) 합성형 탑 스핀 밸브 시료에서 고정층의 두께 변화에 따른 자기저항 특성을 조사한 결과 자기저항비가 Pl-P2가 +25 에서 -25 으로 변화시 자기저항비는 완만하게 감소하나, Pl-P2가 영 근처에서는 자화방향의 큰 이탈(canting)에 의하여 자기저항비가 급격히 감소함을 알 수 있다. 합성형 탑 스핀 밸브의 고정층의 두께에 따른 층간교환자계의 변화에 관한 모델을 제시하였으며, 이 모델과 실험에서 구한 결과가 일치함을 확인 할 수 있었다. 단지 Pl-P2근처 영역에서는스핀 플롭 혹은 스핀의 큰 이탈에 의하여 모델의 결과에서 벗어남을 확인하였다.

• 한국자기학회지
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• 제15권6호
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• pp.315-319
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• 2005

본 연구에서는 자기터널접합(MTJs; magnetic tunnel junctions)의 스위칭 자기장($H_{SW}$)을 감소시키기 위하여 자유층으로 비정질 강자성 $Co_{70.5}Fe_{4,5}Si_{15}B_{10}$ 단일(single) 및 합성형 반강자성(SAF; synthetic antiferromagnet) 층을 사용하였다. $Si/SiO_2/Ta$ 45/Ru 9.5/IrMn 10/CoFe 7/AlOx/CoFeSiB 7 or CoFeSiB (t)/Ru 1.0/CoFeSiB (7-t)/Ru 60 (in nm) MTJs의 자기저항과 스위칭 특성을 CoFe 자유층과 NiFe 자유층을 갖는 MTJs와 비교하여 조사하였다. CoFeSiB은 포화자화($M_s$)가 $560\;emu/cm^3$으로 CoFe보다 낮고, 이방성 상수(Ku)는 $2800 erg/cm^3$으로 NiFe보다 높다. CoFeSiB SAF 구조에서 CoFeSiB 사이의 Ru 두께가 1.0 nm일 때 교환결합에너지($J_{ex}$)는 $-0.003erg/cm^2$였다. 이와 같이 비교적 작은 $J_{ex}$ 때문에, CoFeSiB SAF 자유층을 갖는 MTJs의 실험 및 Landau-Lisfschitz-Gilbert(LLG)식에 의한 시뮬레이션 결과 모두에서 $H_{SW}$가 접합크기에 의존하는 경향을 보였다. CoFeSiB SAF 자유층 MTJ의 $H_{SW}$는 CoFe, NiFe 또는 CoFeSiB single을 자유층으로 하는 MTJs에 비해 훨씬 낮게 나타났다. 따라서 CoFeSiB SAF를 자유층으로 사용한 MTJ는 micrometer에서 submicrometer 크기 영역 모두에서 보지적의 감소와 민감도 증가와 같은 우수한 스위칭 특성을 갖는 것을 확인하였다.