IrMn 스핀필터 스페큘라 스핀밸브의 자기저항 특성

Abstract

미소 자유자성층에 인접한 스핀필터층 (SFL; spin filter layer)을 갖는 Ta3/NiFe2/IrMn7/CoFe1/(NOL1)/CoFe2/Cu1.8/CoFe(t_F)/Cu(t_(SF))/(NOL2)/Ta3.5 (두께단위 ㎚) 구조의 스페큘라 스핀밸브 (SSV; specular spin valve)를 마그네트론 스퍼터링 장치를 사용하여 제작하였다. 반강자성체 Ir₂₂Mn_(78)을 속박층으로 한 스핀필터 스페큘라 스핀밸브 (SFSSV; spin filter specular spin valve) 박막에 대하여 자유자성층의 두께 (t_F)와 SFL와 두께 (t_(SF))가 각각 1.5㎚일 때 극대 자기저항 (MR; magnetoresistance) 비 11.9%를 얻었으며, t_(SF)가 1.0 ㎚으로 감소하여도 11% 이상의 MR비를 유지하였다. 이것은 나노산화층 (NOL; nano-oxide layer)에 의한 스페큘라 전자와 SFL에 의한 전류분류효과의 증가 때문이다. 또한, 자유자성층과 피속박층 사이의 층간결합장 (Hint; interlayer coupling field)은 RKKY력과 정자기결합력으로 설명할 수 있다. 자유자성층의 보자력 (Hcf; coercivity of the free layer)은 기존의 스핀밸브 (TSV; traditional spin valve)에 비해 현저히 감소했으며, t_F가 1 ㎚에서 4 ㎚로 변하여도 4 Oe 이하의 값을 유지하였다. 따라서 SFL의 삽입으로 자유자성층의 연자성 특성을 떨어뜨리지 않으면서 자유자성층 두께의 감소와 MR비의 향상을 가능하게 하였다.