• Главная
  • rss-лента сайта solo-project.com


Чувствительность элементов с необычной многослойной структурой

Относительно высокая чувствительность получена для магниторезистивных элементов с гигантским магнетосопротивлением и с необычной многослойной структурой, в которой тонкопленочные слои (NiFe/Cu) с обменным взаимодействием расположены между двумя магнитомягкими пленками из пермаллоя. Для магниторезистивных элементов (толщиной 40 нм, длиной 15 мкм и шириной 3,5 мкм) с многослойной структурой: NiFe(5HM)/[Ni (1,58нм)/ Fe(0,42 нм)/Сu(2,1нм)]8NiРе(7нм) - достигнута чувствительность, характеризуемая относительным магнетосопротивлением 6,95% в поле от 0 до 4 кА/м. Выходной сигнал таких элементов примерно в 4 раза больше, чем элементов NiFe/Al203/NiFe.

Рассматриваемые многослойные элементы осаждались на стеклянные подложки при комнатной температуре магнетронным распылением материалов: никеля, железа, меди и пермаллоя (81 %Ni, 19%Fe). Осаждение осуществлялось в атмосфере аргона при давлении 0,1 Па. Исходное давление равнялось 5*10-5 Па. Измерение магнетосопротивления проводилось при параллельной и взаимно перпендикулярной ориентациях внешнего магнитного поля и задающего тока, пропускаемого вдоль элемента.

Вначале снималась магниторезистивная характеристика - зависимость относительного электрического сопротивления ∆R/R от напряженности Н внешнего магнитного поля - для многослойного образца (Ni/Fe/Cu)8. При продольной ориентации магнитного поля, напряженность которого изменялась от -4 кА/м до +4кА/м, зависимость ∆R/R=f(H) представляет собой колоколообразную кривую с относительным острым максимумом, составляющим около 4% для Н=0. Аналогичная кривая получена и при обратном направлении магнитного поля. Ширина кривых ∆R/R=f(H) на ее половинном уровне составляет 1,28 кА/м.

При продольном направлении внешнего магнитного поля, т.е. направлении, совпадающем с ориентацией задающего тока, кривая зависимости от ∆R/R=f(H) в центральной части имеет впадину: минимум ∆R/R при H=0 составляет около 1%, а образованные при этом два максимума ∆R/R, соответствующие -1,2 и +1,2 кА/м, равны примерно 2%. Такой характер зависимости ∆R/R=f(H) можно объяснить анизотропным проявлением магниторезистивной характеристики.

Полученные кривые зависимости ∆R/R=f(H) для многослойного образца NiFe/(Ni/Fe/Cu)8/NiFe при поперечном направлении внешнего магнитного поля внешне похожи на рассмотренные зависимости для образца (Ni/Fe/Cu)g. Однако максимум их при той же напряженности поля (Н= 0) составляет не 4, а около 7%; ширина их на половинном уровне заметно меньше - 0,83 кА/м. Кроме того, кривые прямого и обратного направлений магнитного поля почти совпадают и носят безгистерезисный характер.

При увеличении толщины τ нижнего пермаллоевого слоя многослойных пленок NiFe/(Ni/Fe/Cu)g/NiFe от 5 до 10 нм кривая зависимости ∆R/R=f(τ) проходит через максимум ∆R/R, составляющий около 8,3%, соответствующий т толщине, примерно равной 8 мм.

По мере возрастания числа повторяющихся структур п (числа сэндвичей), расположенных между магнитомягкими пермаллоевыми слоями в многослойной пленке NiFe/(Ni/Fe/Cu)n/NiFe, от 4 до 8 относительное магнетосопротивление увеличивается по линейному закону примерно от 4 до 7%. При этом ширина кривой зависимости ∆R/R=f(H) также линейно возрастает приблизительно от 0,5 до 0,8 кА/м.

Максимум относительного магнетосопротивления (около 6%) наблюдался при увеличении толщины промежуточных немагнитных прослоек меди от 2,05 до 2,15 нм для многослойного образца NiFe/(Ni/Fe/Cu)g/NiFe.

Рассмотренные экспериментальные результаты свидетельствуют о наличии признаков гигантского магнетосопротивления исследованного многослойного материала NiFe/(Ni/Fe/Cu)gNiFe, применение которого позволит реализовать сравнительно высокую чувствительность магниторезистивных преобразователей.

Чувствительность магниторезистивного элемента, изготовленного из многослойного материала 76%Ni,10%Fe, 14%Co/Cu, характеризуется относительным магнетосопротивлением около 6% в магнитном поле от 0 до 4 кА/м.

Вычислительные машины на базе электронных ламп

Новая модификация вычислительных машин на базе электронных ламп работала в тысячу раз быстрее. В основу разработки следующей...

читать далее

Создание модификаций транзистора

Совершенствование различных полупроводниковых приборов способствовало развитию микроэлектронных технологий...

читать далее

Мезоскопические структуры

В электронных приборах с размерами активных областей менее 100 нм начинают проявляться квантовые эффекты, так как размеры...

читать далее