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


Уменьшение намагниченности насыщения для многослойных пленок

Для многослойных пленок с толщиной пермаллоевых слоев не более 1 нм увеличению относительного магнетосопротивления при уменьшении толщины пермаллоевых слоев соответствует уменьшение намагниченности насыщения, что можно объяснить в рамках микроскопической модели спинового взаимодействия электронов проводимости в промежуточных областях между основными магнитными слоями.

Таким образом, магнитное взаимодействие между пермаллоевыми слоями, зависящее от толщины магнитных и немагнитных слоев, является определяющим фактором изменения магниторезистивных свойств пермаллой/медных многослойных пленок.

При разработке высокочувствительных преобразователей различного функционального назначения большой практический интерес представляют магниторезистивные элементы с относительно большим магнетосопротивлением в сравнительно слабом магнитном поле при комнатной температуре, т.е. магниторезистивные элементы с высокой чувствительностью. Чувствительность магниторезистивных элементов, изготовленных из пермаллой/медного многослойного материала, может достигать довольно большого значения - около 5%/(кА/м) при коэрцитивной силе 80 А/м.

Экспериментальное исследование магнетосопротивления многослойного пермаллой/медного материала показало, что его магниторезистивные свойства зависят от технологических условий осаждения магнитных и немагнитных слоев, от толщины дополнительного магнитного слоя и немагнитных слоев, а также от температуры термообработки.
Многослойная структура (NiFe/Cu)20 формировалась на оксидированном слое кремниевой подложки магнетронным напылением чередующихся магнитных пермаллоевых (81 % Ni, 19 % Fe) и медных электропроводящих слоев. Толщина пермаллоевых слоев составляла 1,7 нм, медных - 2,0 нм. В качестве дополнительных осаждались слои кобальта и сплава (90 % Со, 10 % Fe), толщина последнего варьировалась от 0,3 до 10 нм. Осажденные многослойные образцы подвергались термообработке при температуре 150-270 °С в течение двух часов.

Многослойные структуры NiFe/Cu формировались в атмосфере аргона при разных давлениях. С уменьшением давления аргона примерно от 10-3 до 5*10-4 тор относительное магнетосопротивление образцов NiFe/Cu с медными слоями толщиной 2,0 нм монотонно увеличивалось приблизительно от 2 до 10%. В образцах наблюдалась кристаллическая текстура с преобладающей ориентацией кристаллитов (111). Средний размер их составлял примерно 25 нм для образцов, осажденных при первоначальном давлении в камере 10-7 тор, с увеличением которого до 10-6 тор он уменьшился примерно до 20 нм.

При внедрении в многослойную структуру NiFe/Cu дополнительного магнитного слоя кобальта толщиной 0,3 нм относительное магнетосопротивление возросло примерно до 17 %. Относительное магнетосопротивление той же многослойной структуры, но с другим внедренным дополнительным слоем - 90 % Со, 10 % Fe, - еще больше увеличилось - почти до 20 %, что соответствует первоначальному давлению 810-8 тор. При увеличении толщины слоя CoFe от 0,3 до 1,0 нм, относительное магнетосопротивление монотонно уменьшилось примерно от 20 до 14%.

Термическая обработка образцов NiFe/Cu при увеличении температуры отжига от комнатной до 250 °С приводит к монотонному возрастанию относительного магнетосопротивления приблизительно от 1,5 до 9,5 %. Такие результаты получены для образцов NiFe/Cu, осажденных при первоначальном давлении 1,7*10-7тор. Совершенно другая зависимость относительного магнетосопротивления наблюдалась для образцов с той же многослойной структурой, но осажденных при более высоком первоначальном давлении, составляющем 7*10-7 тор. Для этих образцов при увеличении температуры отжига от комнатной до 200 °С относительное магнетосопротивление возросло от 7 до 10 %. Дальнейшее увеличение температуры отжига до 270 °С привело к уменьшению относительного магнетосопротивления примерно до 6 %.

Проблема воспроизведения живого образа

Одна из важнейших сфер применения магнитной записи - различные аппараты записи и воспроизведения звука и изображения...

читать далее

Усложнение интегральных схем влечет значительный рост затрат на освоение производства с традиционной архитектурой...

читать далее

Биокомпьютеры

Можно ли представить компьютер размером с молекулу? А ведь существует он со времени зарождения жизни на Земле...

читать далее