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完全鏡面散乱反強磁性酸化物層を用いたスピンバルブセンサーの高感度化

使用全镜面散射反铁磁氧化物层的高灵敏度自旋阀传感器

基本信息

批准号：
12750262
负责人：
松下伸広
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度の追試実験よりCo/Cu多層膜の巨大磁気抵抗特性のばらつきは、膜の表面平坦性に関係することが示されたので、Cuバッファー層厚を5〜15nmと変えて特性評価を行った。Cuバッファー層の表面平均荒さが0.15から0.25nmと増加するに従い、磁気抵抗変化率MR ratioが4.5から0.5%と急激に減少した。Cuバッファー層中の酸素含有量が膜厚に伴って増加し、これが平坦性を劣化させ、巨大磁気抵抗効果を損なう原因であることが明らかとなった。次にα-Fe_2O_3層のバイアス特性を調べるためにNiFe層との積層膜を作製した。Si/α-Fc_2O_3(50nm)/NiFe(5nm)二層膜においてはバイアス磁界H_<ex>=63Oe、保磁力H_c=138Oeであったが、Si/NiFe(5nm)/α-Fe_2O_3(50nm)二層膜でH_<ex>=5Oe、保磁力H_c=10Oeと著しくバイアス特性が劣化した。これはSi基板上に直接堆積したα-Fe_2O_3層の結晶性が優れるごとに加えてNiFe層との界面で平坦性に優れることが理由と考えられた。以上を基にスピンバルブ(Si/α-Fe_2O_3/(NiFe, Co)/Cu/(NiFe, Co)を作製した。NiFe層を用いたサンプルではMR ratio=5%とCo層を用いたサンプルのMR ratio=16%に比べて巨大磁気抵抗率は小さいものの、磁界感度は0.6%/OeとCo層を用いたサンプルの0.3%/Oeより優れていた。このスピンバルブにおいても表面平坦性が1.4nmから0.8nmへと減少するに従い、MR ratioが増加する傾向が見られた。本研究により酸化物反強磁性層を用いたスピンバルブ素子で大きなMR ratioおよび優れ磁界感度を得るためには反強磁性層の結晶性や膜面平坦性の向上が極めて重要であることが明らかとなった。

Last year's follow-up test was carried out on the huge magnetic resistance properties of the Co/Cu multilayer film and the surface flatness of the film. The relationship between the thickness of the layer and the thickness of the layer is 5 to 15nm, and the characteristics of the layer are evaluated. The average surface roughness of the Cu film layer is 0.15nm, the increase is 0.25nm, and the magnetic resistance change rate MR ratio is 4.5, 0.5%, and the reduction is rapid. The acid content in the Cu film layer is related to the film thickness and the flatness. The cause of deterioration and the huge magnetic resistance effect is the same. Sub-α-Fe_2O_3 layer のバイアス characteristics are adjusted and adjusted NiFe layer laminated film is produced. Si/α-Fc_2O_3(50nm)/NiFe(5nm) two-layer film H_<ex>=63Oe, magnetic boundary H_<ex>=63Oe, coercive force H_c=138Oe , Si/NiFe (5nm)/α-Fe_2O_3 (50nm) two-layer film H_<ex>=5Oe, coercive force H_c=10Oe, and the characteristics are not deteriorated. The reason for the direct deposition of the α-Fe_2O_3 layer on the Si substrate is the crystallinity of the NiFe layer and the flatness of the interface. The above base filter (Si/α-Fe_2O_3/(NiFe, Co)/Cu/(NiFe, Co) was made. The NiFe layer was made of Si/α-Fe_2O_3/(NiFe, Co)/Cu/NiFe layer. ratio=5%とCo layer をいたサンプルのMR ratio=16%, the resistance rate of the huge magnetic field is small, the sensitivity of the magnetic field is 0.6%/Oe, and the Co layer is used 0. 3%/Oeより优れていた. ratioがincreaseする tendenciesが见られた. In this study, the anti-ferromagnetic layer of the acidic acid compound was constructed using the MR system of いたスピンバルブ真子で大きなThe ratio is very important because of the sensitivity of the magnetic field and the crystallinity of the antiferromagnetic layer and the flatness of the film surface.