[Pd / Co]5 / FeMn 막에서의 바닥층과 삽입층에 의한 교환바이어스수직자기이방성

주호완(Ho Wan Joo), 안진희(Jin Hee An), 이미선(Mi Sun Lee), 김보근(Bo Keun Kim), 최상대(Sang Dea Choi), 이기암(Kee Am Lee) 한국자기학회 2004 韓國磁氣學會誌 Vol.14 No.5

본 연구는 [Pd(0.8 ㎚)/Co(0.8 ㎚)]_5/FeMn(15 ㎚) 구조의 다층박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 시스템을 이용하여 교환결합된 수직자기이방성에 대한 자기적 특성을 조사하였다. [Pd/Co] 다층막과 FeMn 층 사이에 Pd층을 얇게 삽입함으로서 교환바이어스세기(exchange biasing field : Hex)가 127 Oe에서 145 Oe로 개선된 결과를 얻었다. 하지만 열적안정성 실험 결과 삽입층이 삽입된 경우 삽입되지 않은 경우 보다 약 50℃ 낮은 200℃ 에서부터 감소하는 결과를 얻었다. 바닥층 물질에 따른 Hex와 보자력(coercivity : Hc)의 변화를 조사한 결과, Hex는 바닥층이 Ta 그리고 Pd인 경우, 각각 최대 127 Oe, 169 Oe를 얻었다. 반면, Hc는 바닥층이 Ta 그리고 Pd 층인 경우, 각각 최대 203 Oe, 453 Oe를 얻었다. Magnetic properties by exchange biased perpendicular magnetic anisotropy in [Pd(0.8 ㎚)/Co(0.8 ㎚)]_5/FeMn(15 ㎚) multilayers deposited by dc magnetron sputtering system are investigated. As inserted Pd layer of interface between [Pd/Co] multilayer and FeMn film, the Hex of perpendicular anisotropy was improved from 127 Oe to 145 Oe. But result of an experiment by thermal stability, the Hex of the case that an inserted layer was inserted in decreased from low 200℃ in about 50℃ more if not inserted. If Ta was a buffer layer, the experiment results along material of buffer layer, the Hex obtained the largest 127 Oe. And if Pd was a buffer layer, Hex obtained the largest 169 Oe. Also, the Hc in buffer layer of Ta and Pd obtained the largest 203 Oe and 453 Oe, respectively.

NiO / Co / Cu / (Co / NiFe) 박막의 자기저항 향상

주호완(H.W.Joo), 김종기(J.K.Kim), 김승욱(S.O.Kim), 최상대(S.D.Choi), 이기암(K.A.Lee), 이상석(S.S.Lee), 황도근(D.G.Hwang) 한국자기학회 2000 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.10 No.1

[Pd / Co]N / FeMn 다층막에서의 교환바이어스 수직자기이방성과 열적안정성

주호완(Ho-Wan Joo), 안진희(Jin-Hee An), 김보근(Bo-Keun Kim), 김선욱(Sun-Wook Kim), 이기암(Kee-Am Lee), 황도근(Do-Geun Hwang), 이상석(Sang-Suk Lee) 한국자기학회 2004 韓國磁氣學會誌 Vol.14 No.4

본 연구는 [Pd/Co]_N/FeMn 구조의 다층박막을 dc 마그네트론 스퍼터링 시스템으로 증착하여 교환결합된 수직이방성에 대한 자기적 특성과 열적안정성을 조사하였다. 반강자성 FeMn 두께를 0~21 ㎚에서 변화시키면서 측정한 결과 Ta(1.9 ㎚)/[Pd(0.8 ㎚)/Co(0.8 ㎚)]_5/FeMn(15 ㎚)/Ta(1.9 ㎚)에서 127 Oe 교환바이어스세기(exchange biasing field: Hex)를 얻었다. 그리고 이 구조에서 열적 안정성을 조사하기 위하여 온도 변화에 따른 Hex변화를 확인한 결과, 240℃ 까지는 Hex가 115 Oe에서 195 Oe까지 증가하였고, 그 이후 330℃에서 교환 결합된 수직자기이방성 곡선이 사라지는 것을 관찰하였다. Magnetic properties and thermal stability by exchange biased perpendicular magnetic anisotropy in [Pd/Co]_N/FeMn multilayer deposited by dc magnetron sputtering system are investigated. We measured the perpendicular magnetization curves of [Pd(0.8 ㎚)/Co(0.8 ㎚)]_5/FeMn multilayer as function of FeMn thickness and annealing temperature. As FeMn thickness increases from 0 to 21 ㎚, the perpendicular exchange bias(Hex) obtained 127 Oe at FeMn thickness 15 ㎚. As the annealing temperature increases to 240℃, the Hex increased from 115 Oe to 190 Oe and disappeared exchange biased perpendicular magnetic anisotropy effect at 330℃.

Ta / NiFe / Cu / Co Pseudo 스핀밸브 구조의 자기저항 효과

주호완(Ho-wan Joo), 최진협(Jin-hyup Choi), 최상대(Sang-Dae Choi), 이기암(Ky-Am Lee) 한국자기학회 2004 韓國磁氣學會誌 Vol.14 No.1

Ta/NiFe/Cu/Co 구조의 Pseudo 스핀밸브 박막을 제작하여 NiFe, Cu, Co 각 층들의 두께변화에 따른 자기저항비(MR-ratio), 보자력, 자기 민감도(sensitivity), 반전자장(Switching Field)의 크기 등의 자기적 특성을 연구하였다. 각 층들의 두께를 변화시키면서 측정한 결과 Ta(4 ㎚)/NiFe(7.5 ㎚)/Cu(3 ㎚)/Co(5 ㎚)에서 최대 자기저항비 7.26%를 얻을 수 있었다. 또한 각 층들의 독립적인 자화 과정을 통해 자기저항 특성을 조절할 수 있었다. 특히 Co의 두께를 변화시켜 자기저항비를 비교적 일정하게 유지하면서 보자력의 크기를 조절할 수 있음을 알게 되었다. The dependence of sensitivity, MR ratio, coercivity (Hc) and switching fields as a function of thickness of each magnetic layers (Co, NiFe and Cu) were investigated in pseudo spin valves with a structure of Ta/NiFe/Cu/Co. As measured results dependence of the thickness of each magnetic layer, we obtained MR ratio of 7.26% for Ta(4 ㎚)/NiFe(7.5 ㎚)/Cu(3 ㎚)/Co(5 ㎚) pseudo spin valves. Also, we could control properties of magnetoresistance for independent magnetization courses of each magnetic layer. Especially, we found that we could control coercivity as constant MR ratio dependence of Co thickness.

[Co / Pd]×5 / FeMn 다층 박막의 수직자기이방성 효과

주호완(Ho-Wan Joo), 김보근(Bo-Keun Kim), 안진희(Jin-Hee An), 김선욱(Sun-Wook Kim), 이기암(Ky-Am Lee), 이상석(Sang-Suk Lee), 황도근(Do-Geun Hwang) 한국자기학회 2004 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.14 No.1

수직자기이방성을 갖는 [Pd/Co]/FeMn 구조에서의 미세 패턴 크기에 따른 자기특성

허장,주호완,조규일,김현신,이기암,이상석,황도근 한국자기학회 2007 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.- No.-

수직 자기이방성 [Co/Pd, Pt] 다층박막의 Hall 바이오 소자 응용

박영석,조규일,주호완,황도근,이장로,이상석 한국자기학회 2007 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.- No.-

[Pd/Co] 다층박막의 MgO sputter에 의한 오염층의 영향

최상대,김선욱,주호완,안명천,김미선,곽태준,최진협,김현신,윤대근,허장,백주열 한국자기학회 2006 한국자기학회 학술연구발표회 논문개요집 Vol.16 No.1

어레이 IrMn 스핀밸브 소자의 자기저항특성 연구

안명천,최상대,주호완,김기왕,황도근,이장로,이상석,Ahn,,M.C.,Choi,,S.D.,Joo,,H.W.,Kim,,G.W.,Hwang,,D.G.,Rhee,,J.R.,Lee,,S.S. 한국자기학회 2007 韓國磁氣學會誌 Vol.17 No.4

어레이(away) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; CMR-SV)박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 $20{\times}80{\mu}m^2$의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 $8{\times}8mm^2$ 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5%/Oe, ${\triangle}$V: 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 $CoFe/O_2/NiFe$층은 하부 고정 자성층 $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다. To develop array magnetic sensors, specular-type giant magnetoresistive- spin valve (GMR-SV) film of Glass/Ta(5)MiFe(7)/IrMn(10)NiFe(5)/$O_2$/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/$O_2$/NiFe(7)/Ta(5)(nm) was deposited by using a high-vacuum sputtering system. One of 15 way sensors in the area of $8{\times}8mm^2$ was Patterned a size of $20{\times}80{\mu}m^2$ in multilayer sample by Photo-lithography. All of 15 sensors with Cu electrodes were measured a uniform magnetic properties by 2-probe method. The highest magnetic sensitivity of MR and output voltage measured nearby an external magnetic field of 5 Oe were MS = 0.5%/Oe and ${\triangle}$V= 3.0 mV, respectively. An easy-axis of top-free layers of $CoFe/O_2/NiFe$ with shape anisotropy was perpendicular to one of bottom-pinned layers $IrMn/NiFe/O_2/CoFe$. When the sensing current increased from 1 mA to 10 mA, the output working voltage uniformly increased and the magnetic sensitivity was almost stable to use the nano-magnetic devices with good sensitive properties.

자연산화된 자유층을 갖는 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항특성

김종기(Jong-Kee Kim), 주호완(Ho-Wan Joo), 이기암(Ky-Am Lee), 황도근(Do-Guwn Hwang), 이상석(Sang-Suk Lee), 박달호(Dal-Ho Park) 한국자기학회 2001 韓國磁氣學會誌 Vol.11 No.3

NiO 스핀밸브 박막을 제작하고 이를 공기중에서 80 일간 자연산화시킨 후, 형성된 산화층에 의한 NiO 스핀밸브 박막의 자기저항 특성을 연구하였다. NiO(600 Å)/Ni_(81)Fe_(19)(50Å)/Co(7 Å)/Cu(20 Å)/Co(7 Å)/Ni_(81)Fe_(19)(70 Å)의 구조를 갖는 스핀밸브박막을 공기중에서 약 80일 간 자연산화시켰을 때, 자기저항비와 교환결합력(Hex)이 각각 4.9%와 110 Oe에서 7.3%와 170 Oe로 증가하였다. 이때, 스핀밸브박막의 비저항(ρ)값은 28μΩm에서 17μΩm로 감소하였지만 박막의 비저항값의 변화량(Δρ)는 크기변화가 거의 없는 것을 알 수 있었다. 그러므로, 자기저항비의 증가는 자연산화에 따른 비저항값의 감소에 기인한 것으로 생각되며, 저항의 감소는 specular 효과때문인 것으로 판단된다. 스핀밸브박막의 표면에 형성된 NiFe 산화층의 두께는 약 20 Å인 것으로 추정되며, Auger electron spectroscopy(AES)를 이용하여 분석하였다. The effect of specular electron scattering on natural oxidation of free layer in NiO spin valves have been investigated. The magnetoresistance (MR) ratio and the exchange biasing field (Hex) of NiO(600 Å)/Ni_(81)Fe_(19)(50 Å)/Co(7 Å)/Cu(20 Å)/ Co(7 Å)/Ni_(81)Fe_(19)(70 Å) spin valves were increased from 4.9 % to 7.3 %, and 110 Oe to 170 Oe after natural oxidation in the atmosphere for 80 days, respectively. The sheet resistivity p decreased from 28 μΩm to 17 μΩm, but Δp did not almost change after the oxidation. The spin valves enhanced by the specular electron scattering in the naturally oxidized Co/NiFe/NiFeOx, free layer were confirmed from the depth profiles using Auger electron spectroscopy.