이중구조 거대자기저항-스핀밸브 박막의 자기등방성 영역분포에 관한 연구

Abstract

NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe 이중구조 GMR-SV 박막의 열처리 조건에 의존하는 자기등방성 영역분포 특성을 조사하였다. 진공 챔버내에서 이중구조 GMR-SV 박막을 후열처리 온도를 조절하여 면상에서 강자성체 층의 자화용이축 회전을 유도하였다. 자유층과 고정층의 자화용이축 방향에 의존하는 이중구조 GMR-SV 박막의 자기저항곡선은 외부자기장의 각도를 <TEX>$0^{\circ}$</TEX>에서 <TEX>$360^{\circ}$</TEX>까지 변화시킨 후 외부자기장의 세기에 따라서 측정하였다. 후열처리 온도가 <TEX>$107^{\circ}C$</TEX>일 때, 외부자기장의 방향이 <TEX>$0^{\circ}$</TEX>에서 <TEX>$90^{\circ}$</TEX>까지 영역에서 자장감응도가 약 1.52 %/Oe인 자기등방성 특성을 보였다. 이러한 특성은 고정층과 자유층을 형성하는 강자성층들이 면상에서 서로 직교한 결과임을 나타내며, 자기등방성 GMR-SV 박막 소자는 임의 방향으로 자화된 마이크로 자성비드를 검출할 수 있는 고감도 바이오센서로 사용할 가능성을 제시하였다. The regional distribution of magnetic isotropy depending on the post annealing condition for the dual-type structure GMR-SV (giant magnetoresistance-spin valve) of NiFe/Cu/NiFe/IrMn/NiFe/Cu/NiFe multilayer was investigated. The rotation of in-plane ferromagnetic layer induced by controlment of the post annealing temperature inside of the vacuum chamber. The magnetoresistive curves of a dual-type IrMn based GMR-SV depending on the direction of the magnetization easy axis of the free layer and the pinned layer are measured by between <TEX>$0^{\circ}$</TEX> and <TEX>$360^{\circ}$</TEX> angles for the applied fields. The optimum annealing temperature having a steady and isotropy magnetic sensitivity of 1.52 %/Oe was <TEX>$107^{\circ}C$</TEX> in the rotational section of <TEX>$0{\sim}90^{\circ}$</TEX>. By investigating the switching process of magnetization for an arbitrary measuring direction, the in-plane orthogonal magnetization for the dual-type GMR-SV multilayer can be used by a high sensitive biosensor for detection of magnetized micro-beads.